Livro Hidrologia_Clima.pdf - Universidade de Évora

Capítulo 3
Clima e estado do tempo. Fatores e
elementos do clima. Classificação do
clima.
José Andrade, Gottlieb Basch
ICAAM - Instituto de Ciências Agrárias e Ambientais Mediterrânicas,
Escola de Ciência e Tecnologia
Universidade de Évora
1. Sistema climático, clima e estado do tempo
O sistema climático é um sistema composto, fechado mas não
isolado (i.e., não há entrada ou saída de massa mas permite trocas de
energia com o exterior, o espaço), constituído por vários subsistemas
limitados por participações permeáveis e diatérmicas. Os subsistemas são
a Atmosfera - invólucro gasoso que envolve o globo terrestre, a Litosfera -
massas de terra da superfície do globo, a Hidrosfera - água líquida
distribuída à superfície do globo, a Criosfera - grandes massas de gelo e
depósitos de neve, e a Biosfera – seres vivos. A entrada de energia no
Sistema Climático tem, predominantemente, origem solar e natureza
radiante. A maior parte da energia emitida pelo Sol provém da sua
Fotosfera.
O estado do tempo e o clima descrevem o mesmo sistema, o
Sistema Climático, mas referem-se a escalas temporais diferentes. O clima
de uma região ou local é o conjunto das condições meteorológicas
predominantes nessa região ou local durante um longo intervalo de
tempo, com uma duração mínima de três décadas. O clima é caraterizado
pelos valores médios dos diferentes elementos meteorológicos, pela
variabilidade destes (estatísticas de ordem mais elevada como variâncias,
covariâncias, correlações,..) e por informação sobre a ocorrência de
eventos extremos. O estado do tempo refere-se às condições
meteorológicas instantâneas e à evolução diária dos sistemas sinópticos
individuais. A descrição do clima ou do estado do tempo é feita a partir
do conhecimento de um conjunto de valores de grandezas
meteorológicas. Estes parâmetros, variáveis no tempo e no espaço, são os
elementos climáticos ou meteorológicos.
23

O estado do tempo é objeto de estudo da Meteorologia enquanto
que o clima o é da Climatologia. A Meteorologia observa os fenómenos ao
mesmo tempo que os explica, sendo por isso uma ciência analítica,
explicativa e prospetiva; a Climatologia é o estudo do ambiente
atmosférico constituído por uma série de estados da atmosfera (clima),
sendo uma ciência de síntese e retrospetiva. Os princípios teóricos da
Meteorologia são, basicamente, os da física (termodinâmica, mecânica,
ótica, dinâmica, etc…), pelo que usa frequentemente o cálculo vetorial e
diferencial. A Climatologia usa, fundamentalmente, a estatística.
Fenómenos atmosféricos de microescala e de escala local são objeto de
estudo da Micrometeorologia e da Microclimatologia, domínios científicos
assentes no conceito de camada limite atmosférica (CLA) ou planetária
(CLP) - camada de ar aderente à superfície terrestre resultante da ação do
vento e do atrito e da variação térmica dessa mesma superfície, com
espessura variável (no espaço e no tempo), desenvolvendo-se até onde se
faça sentir a influência da superfície sobre a qual se forma, sendo
normalmente constituída por duas subcamadas (laminar e turbulenta), ao
longo das quais se transporta momento, energia e massa.
2. Cartas Sinópticas e normais Climatológicas
Uma carta sinóptica mostra o estado da atmosfera num dado
momento (Figura 3.1). A leitura de uma carta sinóptica permite a
caracterização do estado do tempo e a previsão da sua evolução. Estes
mapas usam dados obtidos por satélites, balões meteorológicos,
aeronaves, satélites e sensores remotos terrestres.
24
Figura 3.1. Carta sinóptica, de previsão meteorológica para o dia 22 de Maio de
2011 (IM, 2011).

O clima de uma região ou de um local pode ser descrito por uma
Normal Climatológica (Quadro 3.1). A Normal consiste em valores
médios mensais de diversas variáveis meteorológicas, calculados para um
período de 30 anos consecutivos de observações. O Instituto de
Meteorologia publicou Normais Climatológicas relativas a diferentes
estações meteorológicas do território nacional para diferentes períodos
(1921-1950, 1931-1960, 1941-1970, 1951-1981, 1961-1990). O número de
estações sobre as quais há valores normais aumentou consideravelmente
ao longo do século passado (12 no período 1901-1930, 52 no período 1931-
1960, mais de cem no período entre 1951-1980).
Constam das Normais Climatológicas valores médios mensais e
anuais de temperatura, humidade, precipitação, insolação, evaporação e
nebulosidade, estatísticas sobre a direção e a velocidade do vento
(velocidade média para cada rumo e frequência de ocorrência desse
rumo) e o número médio de dias em que se observaram determinadas
condições meteorológicas (vento forte, temperaturas extremas,
precipitação intensa, nevoeiro, geada, trovoada, orvalho,...). Além disso,
há também informação sobre as coordenadas geográficas, a aceleração da
gravidade no local, a diferença entre a hora utilizada e a hora de
Greenwich, a altitude do solo no local e da tina do barómetro, as alturas
acima do solo do reservatório do termómetro seco, da cabeça do
anemómetro, da bandeira do catavento e da boca do udómetro.
3. Variabilidade do tempo e do clima
O estado do tempo varia com a evolução mais ou menos rápida
das condições atmosféricas. Tal evolução pode ser prevista em horas ou
em dias e é objeto de estudo da Meteorologia Sinóptica.
Estado climático é um estado conceptual do sistema climático
(interno) caracterizado pelos valores médios (normais, se referentes a um
intervalo de 30 anos), conjuntamente com a sua variabilidade e outras
características dum conjunto completo de grandezas (temperatura,
precipitação,…), referente a uma região do sistema globo-atmosfera e a
um certo intervalo de tempo, sempre superior à vida média dos sistemas
meteorológicos de escala sinóptica e ao tempo limite teórico em que o
comportamento da atmosfera pode ser previsto (vários dias, em ambos os
casos).
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JAN 147,0 49,0 4 6 6 94,460,6 68,1 0,6 0,0 0,0 2,1 0,0 13,1 7,6 14,1 10,1 3,1 0,1-0,1 0,3 7,9 4,9 2,2-0 JAN
FEV 154,7 52,0 5 6 6 84,6 46,2 75,2 0,6 0,0 0,0 2,1 0,0 11,7 6,9 12,9 10,1 3,0 0-0,4 0,8 5,8 4,9 0,8-0 FEV
MAR 190,1 52,0 5 7 6 82,946,4 109,6 0,1 0,1 0,0 2,4 0,1 13,3 6,3 12,5 9,4 3,0 0-0,4 0,9 4,5 5,0 0,5-0 MAR
ABR 239,6 61,0 5 6 6 48,7 46,3 144,8 0,0 1,2 0,0 2,0 0,0 12,5 6,7 9,3 6,8 1,6 0-0,3 1,7 3,3 3,0 0,2-0 ABR
MAI 296,1 68,0 4 6 5 39,1 39,2 196,2 0,0 8,4 0,3 1,3 0,0 9,9 8,5 7,5 5,4 1,3 0-0,2 1,4 4,0 2,0 0-0 MAI
JUN 317,3 72,0 4 5 4 26,6 42,6 231,9 0,0 17,0 0,5 0,8 0,0 7,5 10,6 4,7 2,9 1,0 0-0,1 1,4 2,6 0,8 0-0 JUN
JUL 379,6 85,0 2 2 2 6,2 69,8 307,3 0,0 27,3 2,5 1,0 0,0 2,0 20,8 0,9 0,5 0,1 0-0,1 0,6 2,0 0,1 0-0 JUL
AGO 358,1 86,0 3 3 2 3,0 15,5 317,2 0,0 26,4 3,3 0,9 0,0 2,7 19,3 1,4 0,6 0,0 0-0 0,4 1,5 0,4 0-0 AGO
SET 259,3 70,0 4 4 4 25,0 57,4 228,1 0,0 19,0 2,0 0,5 0,0 6,6 11,5 4,3 2,8 0,7 0-0,1 1,5 3,1 0,6 0-0 SET
OUT 211,5 62,0 4 6 5 66,7 66,2 154,4 0,0 6,2 0,1 0,9 0,0 10,1 8,5 9,3 6,7 2,1 0-0 1,2 3,8 2,3 0-0 OUT
NOV 164,1 55,0 4 6 6 78,7 86,4 91,6 0,0 0,2 0,0 2,0 0,0 10,8 8,6 10,9 7,9 2,6 0-0 0,8 5,3 6,4 0,6-0 NOV
DEZ 152,1 52,0 4 6 5 86,5 71,0 70,4 0,5 0,0 0,0 2,3 0,1 10,8 8,8 12,7 8,9 3,1 0-0,1 0,5 6,8 4,9 2,9-0 DEZ
ANO 2869,5 64,0 4 5 5 642,6 86,4 1994,8 1,8 105,8 8,7 18,3 0,2 111,0 124,1 100,5 72,1 21,6 0,0 11,5 50,6 35,3 0,0 ANO
Total
(dia)
(%)
9 h 15 h 21 h
Total
N>8
Máx
Evaporação E(mm)
Min25ºC
Min>20ºC
V >36 Km/h
V >55 Km/h
N0,1 mm
R>1 mm
Mês
R>10 mm
Neve-Gran.,Sar.
Trovoada
Nevoeiro
Orvalho
Geada-neve (solo)
Mês
JAN 981,1 1019,8 7,3 10,3 10,7 9,3 12,5 6,1 20,1 -2,1 88 78 76 9,6-17 14,1-13,5 10,9-12 10,3-14,5 9,5-15,2 15,8-16,8 10,5-16,6 19-17,9 0,3 15,9 JAN
FEV 979,5 1018,0 7,5 11,1 11,8 9,9 13,3 6,4 23,8 -5,0 86 73 70 10,6-15,8 14,1-15,8 8,2-13 8,8-15,1 9,8-16,2 16,5-18,6 13,6-18,6 18,3-18,3 0,2 16,7 FEV
MAR 978,3 1016,5 8,5 13,2 14,0 11,5 15,4 7,6 26,0 -1,2 84 67 64 11,6-17 13,2-16,4 7,4-13,2 9,0-14,4 7,3-15,1 17,9-18,1 13,1-17,6 20,2-18,8 0,1 16,6 MAR
ABR 977,4 1015,3 9,7 15,8 16,6 13,6 18,1 9,0 29,6 1,4 84 58 55 11,7-16,8 12,6-16,2 4,8-13,2 5,6-13,6 7,9-13,4 13,8-16,3 12,2-16,4 25,3-19,2 0,1 16,4 ABR
MAI 978,0 1015,5 11,9 19,3 20,5 16,6 21,9 11,3 36,5 5,0 84 53 49 15,9-17 7,7-14,1 3,5-13,8 4,5-12,6 6,3-14,1 16,5-16,8 13,2-15,4 32,4-19,1 0 17,0 MAI
JUN 978,8 1015,7 14,5 22,9 24,5 19,9 25,9 13,8 39,7 8,0 84 49 44 15,5-15,8 5,4-14,0 2,8-10,7 3,4-11,4 7,0-11,8 14,8-14,9 16,6-15,0 34,6-18,4 0 16,5 JUN
JUL 979,0 1015,1 16,5 26,2 28,5 22,8 29,9 15,7 40,6 10,2 81 42 36 14,7-16,9 4,6-13,1 2,3-11,2 3,3-11,8 4,9-11,0 13,7-12,5 16,1-14,9 40,4-18,9 0 17,2 JUL
AGO 978,4 1015,4 16,7 26,3 28,4 23,0 29,8 16,1 39,5 11,0 77 41 35 15,8-16,3 4,3-14,4 1,9-11,4 2,9-11,5 4,5-10,8 9,4-13,0 16,2-16,2 15,3-18,7 0 17,5 AGO
SET 979,4 1016,4 16,1 23,9 25,1 21,1 26,9 15,3 38,8 7,6 79 48 44 12,0-14,6 7,0-13,4 4,5-10,6 6,0-11,0 6,7-11,6 16,1-12,9 14,6-13,5 32,8-17,0 0,2 15,1 SET
OUT 979,4 1016,9 13,7 19,3 19,4 17,1 21,5 12,8 32,4 4,0 81 59 57 12,4-14,6 11,7-14,6 7,6-12,4 11,8-13,1 10,4-13,8 13,3-14,4 10,0-14,9 22,6-16,9 0,4 14,7 OUT
NOV 979,9 1018,1 9,9 14,1 13,7 12,4 16,0 8,8 28,4 0,6 84 70 71 13,3-16,2 15,2-13,6 9,7-11,1 10,5-14,5 8,0-15,8 13,3-17,3 9,4-15,3 20,4-18,2 0,1 15,6 NOV
DEZ 981,0 1019,6 7,7 10,9 10,7 9,7 13,0 6,5 21,1 -2,9 86 76 76 14,8-15,9 15,8-13,5 8,9-11,3 8,3-14,7 6,3-16,4 13,2-17,2 9,7-18,1 22,8-18,3 0,1 16,1 DEZ
ANO 979,2 1016,9 11,7 17,8 18,7 15,6 20,4 10,8 40,6 -5,0 83 60 56 13,7-16,2 10,5-14,5 6,0-12,1 7,0-13,6 7,4-14,0 14,5-15,9 12,9-15,9 27,9-8,4 0,1 16,3 ANO
Número de dias
Número de dias
Insolação Nebulosidade Precipitação
Temperatura Velocidade Nebulosi-
Precipitação
I
N (0-10) R (mm)
do ar (Ta) do vento (V) dade N
(R)
ÉVORA (1951-1980)
f =38º34'N;l = 7º54 W;g = 9,80004 m s ;DG = 0 h Hs = 309 m; Hb = 321 m; ht = 19,6 m; ha = 22,9 m; hd = 21,6 m; hr = 1,5 m
Vento
Nº (nd) de observações - velocidade média V (Km hora
Mês
Nível ___ ___
do mar
Max Min
N NE E SE S SW W NW C
-1 Pressão
Temperatura
Humidade
atmosférica
do ar
relativa do ar
P (mb)
T (ºC)
RH (%)
)
para cada rumo
9 h 15 h 21 h
Max Min 9 h 15 h 21 h
No local
Mensal
V média
Mês
Quadro 3.1. Normal Climatológica de Évora relativa ao período 1951-1980 (INMG, 1991)

Uma variação do clima consiste na diferença estatisticamente
significativa entre estados climáticos do mesmo tipo, devido à variação do
conjunto de condições-fronteira ou internas ao sistema. À variabilidade
do clima estão associados períodos relativamente extensos, que podem
durar de décadas a milhões de anos.
A variabilidade do clima inclui efeitos periódicos (ocorrem com
regularidade e com período e fase predeterminados), quase periódicos
(ocorrem com frequência aproximada) e não periódicos (sem regularidade
na frequência com que ocorrem). Consoante a escala de tempo em
questão, a variabilidade do clima traduz-se em flutuações aleatórias
(ruído climático), anomalias ou variações climáticas, e mudanças ou
alterações climáticas. Às flutuações aleatórias (cheias, secas, meses
extremamente quentes ou frios) não estão associadas quaisquer
tendências de mudança real do clima; anomalias climáticas são diferenças
entre valores médios calculados sobre uma coletividade homogénea de
anos, estações ou meses e os valores espectáveis correspondentes; uma
mudança ou uma alteração climática é definida pela diferença entre os
valores médios relativos a períodos homólogos suficientemente longos
(em geral, décadas) de um parâmetro climático e das suas estatísticas.
O estudo dos efeitos da variação do clima nos processos e
componentes hidrológicos deverá incluir a previsão de secas ou de cheias,
a variação da evapotranspiração potencial e da intensidade da
precipitação, a resposta hidrológica das bacias hidrográficas, a geografia
dos efeitos nos componentes do ciclo hidrológico, etc… Contudo, não é
fácil deduzir tais efeitos pois há que ter em conta uma adequada
articulação entre as escalas da previsão climática e da modelação
hidrológica, os erros associados aos dados climáticos e dados
hidrológicos, assim como a difícil conversão de inputs climáticos em
respostas hidrológicas (Barley & Chorley, 2003).
4. Fatores do clima
Os fatores climáticos são os elementos naturais e humanos
capazes de influenciar e alterar as características ou a dinâmica do clima,
em escalas temporais e espaciais diversas. O clima e a sua variabilidade
são o resultado da ação conjunta de fatores que podem ser externos ou
internos ao sistema Climático (Figura 3.2). Entre os primeiros,
forçamentos normalmente associados a processos de interação com um ou
mais componentes do sistema climático, destacam-se fatores cósmicos
como as variações da órbita da Terra relacionadas com a sua
excentricidade, a inclinação e a oscilação do eixo de rotação da terra, os
efeitos relacionados com a variabilidade da atividade solar, os processos
27

tectónicos e as erupções vulcânicas. Entre os segundos, forçamentos
internos associados em grau diverso a processos de interação (não
lineares) entre os diferentes componentes do sistema climático, destacamse
as variações ocorridas no albedo (refletividade) das superfícies, na
composição atmosférica e na nebulosidade, as correntes marítimas e a
proximidade do mar, a fisiografia e a vegetação e, naturalmente, a latitude
e a altitude. As mudanças ou alterações climáticas podem ainda terem
causas induzidas pela atividade humana (interferência na composição
atmosférica ou na cobertura da superfície terrestre, etc…).
28
Factores cósmicos: variação
orbital, actividade solar,
meteoritos.
Forçamentos radiativos:
composição atmosférica, albedoheteogeneidade
da superfície
(fisografia, vegetação)
Intercâmbio de energia: hidrosferaatmosfera,
hidrosfera-litosfera
(proximidade do mar )
FATORES EXTERNOS
Clima
Terrestre
Processos tectónicos,
erupções vulcânicas
Intervenção humana
Correntes planetárias: circulação geral da
atmosfera, correntes marítimas, fisiografia e
vegetação.
FATORES INTERNOS
Figura 3.2. Fatores determinantes do clima e das suas mudanças.
4.1. Fatores externos ao sistema climático
As consequências da ação dos fatores externos ao sistema
climático (ou fatores cósmicos) na variação do clima têm a ver
principalmente com a variação da quantidade de energia solar que chega
ao topo da atmosfera terrestre e com a distribuição ou incidência da
mesma na superfície terrestre. Estas variações são causadas quer pelas
variações da própria órbita terrestre, quer pelas variações nas emissões da
energia solar, quer ainda pelas atividades tectónica e vulcânica.
4.1.1. Variação orbital da Terra
Segundo a teoria de Milankovitch (Figura 3.3), existem variações
cíclicas normais da órbita terrestre que fazem variar ao longo do tempo a
energia solar recebida à superfície da Terra e que, deste modo, podem
explicar mudanças climáticas periódicas do passado. A primeira prende-

se com a excentricidade da órbita da terra (Figura 3.3a), isto é, com a
elipse pouco alongada que a Terra descreve no seu movimento de
translação. No entanto, existe uma mudança gradual da forma elíptica da
órbita para quase circular, e vice-versa, sendo a duração deste ciclo
aproximadamente de 100.000 anos. Quanto maior for a excentricidade da
órbita (mais elíptica), maior é a diferença da energia solar recebida na
parte exterior da atmosfera entre o ponto mais próximo (afélio) e mais
distante (periélio) do sol. Atualmente a Terra encontra-se numa situação
de pouca excentricidade, com uma diferença na distância entre afélio e
periélio de apenas 3%, o que corresponde a uma variação da energia solar
recebida de cerca de 7%. No ponto máximo da excentricidade, as
diferenças na distância e na quantidade de energia recebida são de 9% e
entre 20-30%, respetivamente.
Figura 3.3. Os ciclos de Milankovitch.
Uma segunda variação observada é a alteração na inclinação do
eixo (obliquidade) da Terra em relação ao plano da sua órbita (Figura
3.3b). Como resultado de vários fatores, a inclinação do eixo pode variar
entre cerca de 22,1° e 24,5°. Atualmente, esta inclinação é de 23,44°, em
fase descendente. Este ciclo tem uma duração de aproximadamente 41000
anos. Quanto maior for o ângulo, tanto maior são as diferenças térmicas
entre verão e inverno nas latitudes médias e elevadas. Todavia, verifica-se
uma maior expansão do gelo nos pólos do globo terrestre (glaciação)
quando o ângulo é menor, provocando invernos mais “quentes” (mais
precipitação nas latitudes mais altas) e verões mais frios (menor degelo).
Existe, ainda, um terceiro fator de variação, denominado
precessão do eixo da Terra, a qual provoca uma alteração na distribuição
da energia solar sobre a superfície terrestre. Este fenómeno, comparável
com o movimento de um pião, deve-se principalmente à influência
conjunta das forças gravitacionais do Sol e da Lua, e ao facto da Terra não
ser uma esfera perfeita (distância centro-pólos < centro-equador), com
distribuição igual da sua massa. Assim, o eixo da Terra descreve um
círculo imaginário no céu celeste, conforme indicado na Figura 3.3c,
29

estando orientado, atualmente, para a Estrela Polar, e daqui a cerca de
13.000 anos, percorrida metade do seu círculo, para a constelação de Vega.
Sobreposto a esta variação do eixo a longo prazo, verifica-se uma
oscilação de curto prazo, provocada pela força gravitacional da Lua,
denominada nutação (N na Figura 3.4), que tem um ciclo de 18,6 anos.
A combinação destes ciclos de Milankovitch mostra uma boa
correspondência com períodos mais quentes e mais frios (glaciação) da
Terra.
30
Figura 3.4. Movimentos de precessão (a) e nutação (b) do eixo da Terra.
4.1.2. Atividade solar
A atividade do sol e a consequente emissão de radiação a partir
dele não são constantes. A observação de manchas solares data de 800 a.c.
e o seu registo contínuo já tem 400 anos. Devido a diferenças na
velocidade de rotação entre os pólos e o equador, com consequências para
o campo magnético, formam-se manchas mais escuras (e “frias”) cuja
maior ocorrência, no entanto, está correlacionada com uma radiação mais
intensa emitida pelo sol. Sabe-se que a frequência das manchas solares
varia ciclicamente, e que, apesar do seu efeito sobre a variação da radiação
ser pequeno (~0,1%), se lhe atribui um impacto sobre o clima terrestre.
Conhecem-se vários ciclos solares de duração diferente. O ciclo de
Schwalbe (Figura 3.5a) com uma duração entre 9 a 12 anos implica um
aumento gradual do número de manchas, seguido de um decréscimo
abrupto. Existem outras variações cíclicas (Figura 3.5b) da atividade solar
com durações mais longas (22 anos – ciclo de Hale; ~87 anos – ciclo de
Gleissberg; 210 anos – ciclo de Suess; 2300 anos – ciclo de Hallstatt) que
são utilizadas para explicar variações da temperatura à superfície

terrestre, como é o caso da pequena Idade do Gelo entre 1650 e 1700
(Mínimo de Maunder, Figura 3.5b).
4.1.3. Impacto de meteoritos
Apesar de serem eventos muito raros e não cíclicos, a queda de
meteoritos de grandes dimensões poderá afetar o clima terrestre. Ao
arremessar grandes quantidades de poeiras e detritos para a atmosfera e
até à órbita da Terra, e ao provocar a libertação de enormes quantidades
de CO2 na sequência de incêndios de grandes dimensões, a reduzida
quantidade de radiação recebida à superfície e o aumento do efeito de
estufa daí resultantes poderão ter consequências imediatas. O calor
excessivo na atmosfera poderá resultar na formação de ácido nítrico e,
consequentemente, em períodos de chuvas ácidas que poderão afetar não
só a biosfera terrestre, como também os ecossistemas dos oceanos.
Figura 3.5. Variações cíclicas da atividade solar: (a) Ciclo de Schwalbe; (b) Ciclo de
manchas solares observadas durante 400 anos (Rohde, 2006).
4.1.4. Deriva dos continentes e a tectónica de placas
A fragmentação da litosfera em várias placas tectónicas que se
movimentam sobre a astenosfera resulta na deriva dos continentes a
partir da “Pangeia” como continente inicial único e, segundo a teoria de
Wegener, da sua separação nos continentes da Gondwana (América do
Sul, África, Austrália e Índia) e Laur (América do Norte, Europa, Ásia e o
Árctico).
Os efeitos dos movimentos das placas tectónicas e da deriva dos
continentes sobre as alterações climáticas, em termos de tempo geológico,
prendem-se, principalmente, com o seu impacto sobre a distribuição das
terras firmes e das massas de água pelo globo e a consequente alteração
nos fluxos energéticos. Associados a este fenómeno estão movimentos
orogenéticos de formação de montanhas, que podem influenciar de forma
31

significativa a circulação da atmosfera, e assim, modificar o clima nas
regiões afetadas.
4.1.5. Atividade vulcânica
Durante muitos anos, climatologistas notaram uma relação entre a
ocorrência de erupções vulcânicas de grandes dimensões e uma “alteração
do clima de curto prazo”. Por exemplo, um dos anos mais frios dos
últimos dois séculos, a nível global, ocorreu a seguir à forte erupção do
Tambora na Indonésia, em 1815. Todavia, não parece que a causa
principal para o arrefecimento a seguir a estes eventos seja devida à
diminuição na transmissão da radiação através das poeiras, pois estas
sedimentam quase na totalidade dentro de um prazo de 6 meses. Assumese
que a causa sejam as enormes quantidades de dióxido de enxofre
libertadas para a atmosfera que permanecem na estratosfera até três anos,
formando uma densa neblina brilhante que reduz a transmissão da
radiação solar. Assim, os investigadores acreditam que as 20 Mt de
dióxido de enxofre libertadas pela erupção do Pinatubo em 1991 tenham
sido o principal responsável pela diminuição em 0,8°C da temperatura
média global em 1992.
4.2. Fatores internos ao sistema climático
Para além dos fatores cósmicos, que se prendem principalmente
com a chegada de uma menor ou maior quantidade de radiação à
superfície terrestre, afetando, assim, o balanço energético globoatmosfera,
existem fatores internos ao próprio sistema climático que
contribuem para uma alteração quer na receção quer na distribuição da
energia solar a nível global ou à escala local e regional. Pelo exposto no
parágrafo anterior o clima num dado local da Terra dependeria em
primeiro lugar, da sua latitude, visto que a energia solar recebida à
superfície varia consoante o ângulo de incidência dos raios solares.
Podemos ainda deduzir da Figura 3.6 que, através do efeito de estufa
natural, a altitude influencia, de forma marcante, a temperatura de um
local. Se o clima fosse o resultado, principalmente, destes dois fatores, a
zonagem climática do globo terrestre apresentar-se-ia em faixas paralelas
ao equador, modulada em função da altitude. Veremos em seguida que,
apesar de a latitude e a altitude serem fatores climáticos importantes,
existem muitos outros fatores internos do clima, que são responsáveis por
uma zonagem diferente da referida atrás, por vezes até traduzida em
faixas perpendiculares ao equador.
32

4.2.1. Albedo
Albedo de uma superfície é a proporção da radiação solar
incidente que é refletida por essa mesma superfície, e o seu valor pode
variar entre 0 e 1. O albedo depende não só da natureza das superfícies
mas também da inclinação dos raios solares que, por sua vez, depende da
latitude e da altura do ano (Quadro 3.2).
Superfícies aquáticas como os oceanos apresentam valores baixos
de refletividade (cerca de 0,1), enquanto que superfícies cobertas com
neve ou nuvens de diferentes tipos podem refletir até 90% (0,9) da
radiação recebida. O albedo do sistema globo-atmosfera depende
principalmente da nebulosidade e da natureza da superfície,
designadamente da presença ou ausência nesta de neve ou gelo, da
cobertura vegetal e do tipo de exploração da terra.
Quadro 3.2. Albedo (0-1) em função da inclinação dos raios solares e da natureza
das superfícies: A. Inclinação dos raios solares (valores médios para duas estações
do ano em três latitudes diferentes); B. Superfícies aquáticas e de solos; C.
Ocupação do solo; D. Nuvens; E. Homem (Sellers, 1965).
A. INCLINAÇÃO DOS RAIOS SOLARES C. OCUPAÇÃO DO SOLO
0ºLatitude 0,06 Savana (estação seca) 0,25-0,30
Inverno 30ºLatitude 0,09 Savana (estação húmida) 0,15-0,20
60ºLatitude 0,21 Chaparral 0,15-0,20
Prado 0,10-0,20
0ºLatitude 0,06 Floresta de folha caduca 0,10-0,21
Verão 30ºLatitude 0,06 Floresta de folha coníferas 0,05-0,15
60ºLatitude 0,07 Tundra 0,15-0,20
B. SUPERFÍCIES AQUÁTICAS E DE SOLOS D. NUVENS
Cultura agrícola 0,15-0,25
Neve fresca 0,75-0,95 Cumuliformes 0,70-0,90
Neve, alguns dias depois 0,40-0,70 Estratos 0,59-0,84
Lago gelado 0,1 Altoestratos 0,39-0,59
Lago gelado com neve 0,46 Cirroestratos 0,44-0,50
Superfície do mar, calmo 0,07-0,08
Superfície do mar, encrespado 0,12-0,14 E. HOMEM
Duna de areia, seca 0,35-0,45
Duna de areia, húmida 0,20-0,30 Pele clara 0,43-0,45
Solo escuro 0,05-0,15 Pele morena 0,35
Solo argiloso seco 0,20-0,35 Pele escura 0,16-0,22
Solo turfoso 0,05-0,15
Alterações no albedo estão associadas a mecanismos de resposta
(“feedback” ou retroalimentação) de sentido diverso: por exemplo, ocorre
retroalimentação positiva quando temperaturas mais elevadas derretem a
neve sobre uma superfície escura (i.e., solo), diminuindo o albedo e,
contribuindo deste modo para um aquecimento ainda maior devido ao
aumento da absorção radiativa; por outro lado, temperaturas mais
33

elevadas, ao contribuírem para uma maior evaporação e, por
consequência para uma maior nebulosidade, diminuem o aquecimento
devido ao aumento do albedo (retroalimentação negativa).
4.2.2. Composição atmosférica e variação da concentração dos seus
componentes
O Quadro 3.3 apresenta a composição média da atmosfera
terrestre até cerca de 100 km de altitude. O ar seco é constituído,
principalmente, por azoto (78%) e oxigénio (21%). Entre os componentes
permanentes, seguem-se o árgon que representa cerca de 1% da
composição gasosa atmosférica e outros gases raros com uma
representação ainda mais diminuta. O hidrogénio tem uma importância
crescente nas zonas mais altas da atmosfera. O dióxido de carbono, o
vapor de água (que se concentra sobretudo na troposfera) e o ozono (cuja
concentração é máxima na estratosfera) são os componentes gasosos
variáveis mais importantes da atmosfera.
Os gases permanentes (N2 e O2) são praticamente transparentes à
radiação solar (onda curta) e à radiação infravermelha (onda longa)
emitida a partir da superfície terrestre. O ozono absorve intensamente a
radiação ultravioleta, sendo quase transparente à radiação infravermelha.
Ao invés, gases como o dióxido de carbono, o vapor de água, o metano ou
os óxidos nitrosos são relativamente transparentes à radiação solar
(radiação de curto comprimento de onda) mas não em relação à radiação
infravermelha emitida pela superfície terrestre (radiação de grande
comprimento de onda), contribuindo desta forma para o efeito de estufa
natural da atmosfera. Sem estes gases de estufa na proporção em que os
conhecemos, a temperatura média da superfície terrestre seria da ordem
dos 18ºC negativos (Ahrens, 2003).
A Figura 3.6. mostra os fluxos de radiação sob 3 cenários: a) sem
efeito de estufa, b) com efeito de estufa natural e c) com efeito de estufa
acelerado, e mostra os respetivos perfis de temperatura da atmosfera e
dos oceanos.
34

Quadro 3.3. Composição média da atmosfera da Terra até cerca de 100 km (Fonte:
Peixoto, 1987)
Gás constituinte
Azoto (N 2) 78,08% (1)
Oxigénio (O 2) 20,94% (1)
Argon (Ar) 0,93% (1)
Concentração Peso
Molecular Molecular
28,02
32,00
39,44
Vapor de água (H 2O) 0-4 18,02
Dióxido de carbono (CO 2) 325 (p.p.m.) (2)
44,01
Néon (Ne) 18 (p.p.m.) 20,18
Hélio (He) 5 (p.p.m.) 4,00
Kripton (Kr) 1 (p.p.m.) 83,7
Hidrogénio (H) 0,5 (p.p.m.) 2,02
Ozono (O 3) 0-12 48,00
(p.p.m. = partes por milhão)
(1) % calculadas para o ar seco
(2) 370 p.p.m. em 2001 (Barry & Chorley, 2003)
Figura 3.6. Balanço entre a radiação solar recebida e a radiação infravermelha
refletida sob os cenários de a) sem efeito de estufa, b) com efeito de estufa natural
e c) com efeito de estufa acelerado. À direita, os perfis de temperatura da
atmosfera e dos oceanos sob os respetivos cenários (Bureau of Meteorology, 2003).
35

4.2.3. Intercâmbio de energia entre massas de água e atmosfera
Existe um intercâmbio contínuo de calor e de humidade entre as
massas de água (oceanos) e a atmosfera. As primeiras são responsáveis
pelo armazenamento de enormes quantidades de calor (1000 vezes a
armazenada pela atmosfera) e de dióxido de carbono (1/4 das emissões
de CO2 nas últimas décadas). Pelo facto de haver regiões (subtópicos)
sobre os oceanos onde a evaporação excede, em muito, a precipitação
(regiões mais quentes e mais secas), as águas apresentam uma maior
salinidade. Por sua vez, o derretimento de grandes quantidades de gelo
contribui para a diminuição da salinidade. Como a densidade da água
varia com o seu teor em sais e com a temperatura, existem correntes
ascendentes e descendentes nos oceanos, formando o chamado “Cinturão
Termohalino Mundial” (“The Great Ocean Conveyor Belt”), conforme
indicado na Figura 3.7 para a circulação global e no Atlântico do Norte.
Figura 3.7. (a) O “Cinturão Termohalino Mundial”(Bureau of Meteorology, 2003) e
(b) a Corrente Norte-Atlântica (Defra (2005)
Embora as águas dos oceanos consigam exercer um efeito tampão
sobre as mudanças da temperatura da atmosfera e da radiação, elas
próprias reagem em função destas mudanças (“feedback”) com efeitos
sobre a redistribuição do calor entre as latitudes baixas e altas. Devido à
profundidade dos oceanos estas mudanças e os seus efeitos sobre o clima
e sobre as condições meteorológicas podem durar milhares de anos, mas
podem ocorrer também no curto prazo, como demonstrado pelos
fenómenos de “El Niño” e La Niña”, sendo estes o resultado de anomalias
na temperatura da água e das consequentes diferenças na pressão
atmosférica entre regiões (Índice de Oscilação Sul – Figura 3.8).
36

Figura 3.8. Índice de Oscilação Sul e ocorrências de “El Niño” e “La Niña”
(KESSLER, 2002).
4.2.4 Circulação da atmosfera/massas de ar
Conforme mencionado anteriormente, o aquecimento do globo é
muito maior na zona do equador quando comparado com o que ocorre
nas zonas polares. Enquanto as correntes oceânicas (processo mais lento)
contribuem com cerca de 40% na redistribuição da energia entre as duas
regiões, a circulação atmosférica (mais rápida) é responsável pelos
restantes 60%. Já em 1735, Hadley sugeriu a existência de uma grande
célula de circulação em cada hemisfério, com um movimento ascendente
do ar sobre o equador, o seu transporte em altitude até aos pólos, e a
consequente descida do ar e o seu regresso ao equador junto da superfície.
Devido aos efeitos da rotação da Terra, do eixo de rotação estar inclinado
sobre o plano da órbita, e da heterogeneidade da superfície terrestre
(continentes/oceanos, percentagem da superfície coberta por continentes
diferente entre os dois hemisférios,…) este modelo inicial da circulação
atmosférica foi melhorado mais tarde por Ferrel, Bergeron e Rossby que
apontaram para a existência de três células convectivas conforme o
esquema idealizado na Figura 3.9: célula de Hadley, célula de Ferrel e
célula Polar.
37

Figura 3.9. Modelo simplificado da circulação atmosférica, indicando as três
células convectivas, as zonas de baixas e altas pressões e os ventos predominantes
à superfície.
Todavia, a circulação atmosférica real difere da forma
esquemática da Figura 3.10a, devido ao facto de: a) a superfície da Terra
não ser uniforme (aquecimento diferenciado da água e do solo) ou plana;
b) a circulação poder desenvolver vórtices e c) o sol não incidir
verticalmente sobre o equador todo mas entre 23,5ºN e 23,5ºS ao longo do
ano. Assim, formam-se sistemas de baixas e altas pressões
“semipermanentes” e não paralelos ao equador (Figura 3.10b), pois
variam em intensidade e localização ao longo do ano. Devido, ainda, ao
efeito da força de “Coriolis”, resultado da rotação da Terra, a circulação
dos ventos à superfície não se faz sentir no sentido Norte-Sul mas (no
hemisfério norte) de Nordeste no caso dos ventos alísios e polares, e de
Sudoeste no caso dos ventos das latitudes médias.
38

Figura 3.10 Circulação da atmosfera idealizada (a) e “real” (b).
4.2.5 Correntes marítimas
Para além da grande movimentação das massas de água
originada pelas diferenças de temperatura e de salinidade da água,
designada como “Cinturão Termohalino Mundial”, já descrito na secção
4.2.3., existem correntes marítimas complementares à circulação principal,
movidas pela própria rotação da Terra e pelos ventos. Pelo movimento
circular (no sentido dos ponteiros do relógio no hemisfério norte, e no
sentido direto no hemisfério sul) é fácil de identificar o efeito de Coriolis
também sobre as massas de água (Figura 3.11), ajudando a entender o
grande contributo das correntes marítimas (40%), para o intercâmbio de
energia térmica entre as zonas equatoriais e polares. No que respeita à
influência destas correntes sobre o clima em determinadas regiões, merece
especial destaque a Corrente do Golfo cujas ramificações atingem
latitudes elevadas no Noroeste da Europa, contribuindo, assim, para a
ocorrência de climas aparentemente pouco expectáveis nestas latitudes, só
explicáveis através deste fenómeno.
Figura 3.11. Principais correntes marítimas quentes (vermelho) e frias (azul).
39

4.2.6 Continentalidade / Maritimidade
Uma vez que as massas de água possuem calor específico mais
elevado que as massas sólidas dos continentes, as condições térmicas em
locais próximos (maior maritimidade) ou distantes (maior
continentalidade) são diferentes, mesmo quando localizados em latitudes
similares. A Figura 3.12 mostra as temperaturas médias mensais ao longo
do ano em quatro localidades (uma insular e três continentais, localizadas
na Península Ibérica, a diferentes distâncias da costa). Madrid (40º 25’N,
667 m), a uma distância do mar de cerca de 600 Km apresenta verões bem
mais quentes e invernos mais frios que as restantes localidades
(amplitude térmica anual = 19,1ºC), enquanto que Lisboa, situada na costa
portuguesa (38º47’N, 77 m) apresenta, para períodos idênticos,
temperaturas médias invernais e estivais bem mais suaves (amplitude
térmica anual = 11,3ºC), ocupando Évora (38º34’N, 309m), neste conjunto
de localidades continentais uma posição térmica intermédia (amplitude
térmica anual = 13,7ºC); Angra do Heroísmo (38º40’N, 74m), cidade
insular do arquipélago dos Açores, apresenta as temperaturas mais
moderadas deste conjunto de localidades, não ultrapassando a amplitude
média anual os 8ºC. Assim, quanto maior for a “continentalidade”
maiores serão as amplitudes térmicas anuais. No interior dos continentes,
as amplitudes térmicas anuais podem chegar aos 60 °C como no caso de
Verkhoyansk na Sibéria, a uma latitude de cerca de 68°.
40
Temperatura (ºC)
30
25
20
15
10
5
0
Temperatura média mensal
jan fev mar abr mai jun jul ago set out nov dez
Tempo (meses)
Angra do Heroísmo Lisboa Évora Madrid
Figura 3.12. Efeito da continentalidade sobre as temperaturas médias mensais de 4
localidades: Madrid, Lisboa, Évora e Angra do Heroísmo.

4.2.7 Fisiografia
A fisiografia da superfície terrestre, nomeadamente através da
altitude, do relevo e da sua direção, exerce efeitos no clima à escala local,
global e regional. O efeito da altitude traduz-se normalmente em climas
mais frios e mais chuvosos que em regiões de cota menos elevada. O
perfil térmico na troposfera (gradiente médio de -0,65ºC/100m) elucida
este efeito, e a própria designação de “climas de altitude”, presente em
diversas classificações climáticas, demonstra a sua relevância. A
fisiografia pode influenciar condições meteorológicas predominantes
sobre grandes distâncias quando, por exemplo, cordilheiras representam
obstáculos para a circulação dos ventos, obrigando ou facilitando a
deslocação das massas de ar para destinos “improváveis”, como acontece
com as denominadas ‘friagens’ no continente sul-americano (a orientação
sul-norte da cordilheira dos Andes facilita a penetração de massas de ar
frio vindas do sul até à Amazónia).
Outro efeito do relevo sobre a variação do clima quer a nível local
quer regional, resulta da ocorrência de chuvas orográficas (arrefecimento
e condensação do ar forçado a subir) do lado do barlavento de zonas
montanhosas, tornando as regiões situadas a sotavento menos expostas à
precipitação e, por isso, mais secas. A ilha sul da Nova Zelândia é um
exemplo muito característico deste efeito, com os Alpes neozelandeses a
reter grande parte da precipitação, proveniente dos ventos de oeste, na
parte ocidental da ilha. As barreiras de condensação a norte de Portugal
constituídas pelas serras do Gerês, do Barroso, do Alvão e do Marão são
também exemplos deste efeito, originando uma diminuição pronunciada
de precipitação numa proporção elevada do território transmontano.
4.2.8 Vegetação
A vegetação interage com o clima através de vários processos,
existindo mecanismos de “feedback”, ou seja, efeitos mútuos. Como já
referido na secção 4.2.1. a adsorção da radiação solar depende do albedo
de uma superfície. O albedo da vegetação depende da sua densidade, do
índice da área foliar e da altura, enquanto a dos solos depende da cor e da
humidade. Assim, solos húmidos têm um menor albedo do que a
vegetação, enquanto solos secos apresentam maior ou igual albedo.
Culturas agrícolas e pastagens refletem mais radiação do que as florestas
(Quadro 3.2).
Um segundo processo através do qual a vegetação interfere com o
clima é a sua influência sobre o ciclo hídrico, dado que existe um
“feedback” positivo entre a quantidade de água evapotranspirada e a
41

precipitação. A vegetação não só aumenta esta quantidade (embora
reduza a parte da evaporação) como contribui, assim, para um
arrefecimento da atmosfera, consequência da evapotranspiração ser um
processo endotérmico.
Finalmente, qualquer vegetação em crescimento absorve CO2 da
atmosfera e consegue, desta forma, contribuir para a redução deste gás
com efeito de estufa. Quanto maior a formação de biomassa, maior é este
efeito, que assume uma variação cíclica de acordo com os períodos de
forte crescimento e de repouso vegetativos.
4.2.9 Impactes antropogénicos
Durante algum tempo, a generalidade dos estudiosos atribuíam
as aparentes mudanças climáticas a causas naturais apenas, tal como
aconteciam, ao longo dos tempos, em períodos variáveis com duração de
décadas, séculos e milénios. Todavia, com base em evidências científicas,
existe hoje consenso sobre a forte contribuição da atividade humana para
as alterações registadas nas últimas décadas. Esta influência
antropogénica deriva, principalmente, das alterações na exploração e uso
da terra (desflorestação, urbanização, desertificação, irrigação) e da
crescente combustão de combustíveis fósseis (libertação de aerossóis e
gases de estufa), com consequências diretas nos equilíbrios radiativo e
energético terrestres, às escalas local, regional e global. A alteração da
natureza da cobertura da superfície afeta o seu albedo e a radiação por ela
emitida (efeito regional), a sua rugosidade e, consequentemente, os
regimes do vento, assim como os componentes do ciclo hidrológico
(efeitos, sobretudo, à escala local e regional); a adição de materiais
provenientes de fontes artificiais potencia o efeito de estufa pela alteração
da composição atmosférica daí resultante (efeitos local a global).
A gama de temperaturas medidas à superfície da terra tornam-na
habitável tal qual a conhecemos devido ao efeito de estufa natural da
atmosfera, resultante das propriedades radiativas dos seus componentes,
em particular daqueles que são responsáveis por uma absorção seletiva de
comprimentos de onda como são o CO2, o vapor de água, o ozono, o
metano, etc… Todavia, a atividade humana tem vindo a aumentar
drasticamente as emissões dos gases com efeito de estufa (GEE) nos
últimos 150 anos (Figura 3.13). Há grandes discrepâncias nos dados
publicados ao longo dos últimos anos no que respeita à contribuição
quantitativa do homem para as emissões totais dos GEE, devido,
essencialmente, ao diferente grau com que a atividade humana é
considerada fator das alterações climáticas observadas. Todavia, e apesar
da dificilmente quantificável contribuição relativa do homem, o IPCC
42

(2007) diz, de forma clara, que o aumento da concentração do CO2 de 280
ppm na era pré-industrial para quase 400 ppm na atualidade, é quase da
exclusiva responsabilidade do homem. Relativamente ao metano há
estimativas de que mais que metade das emissões se deve à influência
humana (US-EPA, 2010). Já no caso dos óxidos nitrosos, estima-se que
mais do que 60% das emissões totais sejam de origem natural (IPCC,
2001).
Para além destes GEE, que contribuem com 56%, 16% e 5% para o
efeito de estufa acelerado, há os halocarbonetos e o ozono com uma quota
de 11% e 12%, cada um, no âmbito deste mesmo efeito (Bureau of
Meteorology, 2003). Como podemos verificar na Figura 3.14, o contributo
dos GEE para o desequilíbrio radiativo nos últimos 2 séculos e meio é de
tal ordem que sobressai, em muito, aos efeitos negativos sobre a
“forçante” radiativa devido à maior reflexão causada pelas mudanças da
ocupação do solo e da libertação crescente de aerossóis. A crescente
desflorestação tem como consequência um menor sequestro de CO2
atmosférico contribuindo também, em boa medida, para a intensificação
do efeito de estufa. Se a estes fatores somarmos algum decréscimo da
concentração de ozono estratosférico potenciado pela libertação de CFC
(Clorofluorcarbonetos), assistimos a um aumento de radiação de curto
comprimento de onda entrada na baixa atmosfera que será
posteriormente absorvido na superfície terrestre.
Figura 3.13. Evolução dos gases com feito de estufa mais importantes desde o
início do 1º milénio D.C. (IPCC, 2007).
As emissões de aerossóis (matéria particulada em suspensão) para
a troposfera, muitas vezes associadas a processos poluentes, aumentam o
albedo atmosférico pelo aumento dos processos de condensação que dão
origem às nuvens. Contudo, o efeito na radiação infravermelha é de
43

sentido contrário, sendo que o resultado líquido depende, sobretudo, do
albedo da superfície. Assim, sobre neve ou gelo e sobre a maior parte das
coberturas superficiais, há um aquecimento líquido, enquanto que sobre
os oceanos, com albedo menor, há um arrefecimento líquido (Barry &
Chorley, 2003).
As mudanças na cobertura do solo podem exercer tanto um efeito
negativo (arrefecimento) como positivo (aquecimento) sobre as forçantes
radiativas. Assim, atribui-se um efeito negativo à desflorestação no que
diz respeito às alterações do albedo, principalmente em regiões
temperadas, onde a ausência da floresta permite a cobertura com neve
durante o inverno. Já outras mudanças na ocupação do solo, como
urbanizações e a construção de estradas (asfalto), provocam o efeito
contrário.
Os efeitos da desflorestação, em grande escala, sobre as forçantes
radiativas têm, todavia, que ser vistos no seu conjunto, pois que apesar do
aumento do albedo da superfície, há uma redução enorme da
evapotranspiração e, assim, uma redução no efeito de arrefecimento da
passagem da água do estado líquido para o gasoso. Além disso, a redução
na assimilação de CO2, bem como a mineralização da matéria orgânica
acumulada sob a floresta, diminuem o sequestro e aumentam as emissões
de CO2. O efeito negativo (‘arrefecimento’) da alteração na ocupação do
solo como o sugerido na Figura 3.14, que inclui ainda grandes
desflorestações no passado (desde 1750) nas latitudes médias, poderá não
ser aplicável às desflorestações recentes nas regiões tropicais.
44

Figura 3.14. Forçantes radiativas do sistema climático entre 1750 e 2005 (Forster et
al., 2007).
A alteração do uso da terra conduz, na maior parte dos casos, a
uma variação da rugosidade da superfície, alterando assim, de um modo
mais ou menos significativo, o regime de ventos assim como as
proporções relativas dos componentes terrestres e aéreos do ciclo
hidrológico e, por consequência, o clima à escala local e regional. A
desflorestação, com a consequente afetação de terras ao uso agrícola e
sobretudo à urbanização, são exemplo disso. A desflorestação diminui a
evapotranspiração e, consequentemente, a humidade atmosférica, a
precipitação local e a interceção, mas aumenta, por outro lado, o
escoamento superficial e a sazonalidade da precipitação; além disso, ao
diminuir a espessura efetiva dos solos e a rugosidade da superfície, a
desflorestação contribui em larga medida para um aumento da sua
erosão, principalmente da erosão eólica, e para um reforço da
sazonalidade da precipitação. A (intensa) urbanização em vastas zonas do
planeta apresenta em boa medida os efeitos visíveis da desflorestação,
acrescidas de um aumento de temperatura (ilha de calor urbano) derivado
das alterações significativas da rugosidade da superfície e radiativas dessa
mesma superfície.
45

5. Elementos Climáticos
5.1. Generalidades
Os elementos climáticos descrevem o clima e o estado do tempo
de um modo quantitativo. Os elementos climáticos são simples ou
complexos. Os elementos simples são os elementos meteorológicos
normalmente medidos em estações meteorológicas, convencionais ou
automáticas. A temperatura, a precipitação, a humidade, o vento, a
nebulosidade e a insolação, a pressão atmosférica, a radiação (solar,
terrestre, atmosférica), a trovoada e a evaporação são exemplos de
elementos climáticos simples. Os elementos climáticos complexos
descrevem o efeito climático de causas que estão relacionadas entre si ou
que atuam conjuntamente para produzir certos aspetos particulares da
paisagem fisiográfica e biológica do globo, como sejam a aridez do solo, a
continentalidade do clima (índices de aridez, de continentalidade), o
conforto humano, o rendimento das culturas, etc..
Os elementos climáticos (ou meteorológicos) são numéricos
(precipitação, temperatura,...) ou não numéricos (tipos de nuvens, direção
do vento,...), binários (ocorrência ou não ocorrência de geada,...) ou não
binários (temperatura, humidade,...), contínuos (pressão atmosférica,...)
ou discretos (graus de nebulosidade,...), limitados (humidade,...) ou
ilimitados (temperatura,...), escalares (temperatura, nebulosidade,...) ou
vetoriais (direção do vento,...), aleatórios (velocidade instantânea do
vento,...) ou não aleatórios (radiação global,...).
Nesta secção serão descritos apenas alguns (nove) elementos
climáticos simples, os mais comummente medidos nas estações
meteorológicas e usados em Climatologia.
5.2. Radiação solar global e radiação líquida
A fonte principal de energia do Sistema Climático é o Sol, que
emite, como todos os corpos cuja temperatura é superior ao zero absoluto
(0K=-273ºC), energia radiante de natureza eletromagnética e corpuscular.
A radiação solar é a causa principal dos processos físicos, químicos e
biológicos que ocorrem à superfície da Terra, dela dependendo por
consequência, todas as formas de vida na Terra. Além disso, a radiação
solar influencia fenómenos como a reflexão, a absorção e a difusão na
atmosfera, o ciclo Hidrológico, e determina a circulação geral da
atmosfera, sendo por isso o fator fundamental do clima.
46

A radiação solar global (S) é a densidade de fluxo radiante de
origem solar incidente numa unidade de área da superfície terrestre. S é
a soma da radiação solar recebida diretamente do Sol com a radiação que
foi difundida pela atmosfera, isto é, a soma da radiação solar direta (Sdir)
com a radiação solar difusa (Sdif). A radiação solar global varia, em
qualquer local, ao longo do dia e ao longo do ano: assume valores
positivos entre o nascer e o pôr-do-sol e nulos durante a noite e o
crepúsculo; nas nossas latitudes, assume valores maiores no verão
(atingindo não raras vezes, valores superiores a 800-900 W m -2 ) e menores
nos meses de inverno, período em que o ângulo de incidência dos raios
solares é maior. As variações diárias são sobretudo afetadas pelas
condições atmosféricas, tendo amplitudes tanto maiores quanto menor for
a nebulosidade. As variações anuais são tanto maiores quanto mais
afastado estiver o local do equador e do mar. A radiação solar é medida
por piranómetros (radiómetros que medem o curto comprimento de
onda) e exprime-se, normalmente, em watts por metro quadrado (W m -2 ).
Se à radiação solar for subtraída a fração que é refletida pela
superfície considerada (S = S, onde é o albedo) obtém-se o balanço
de curto comprimento de onda (Rns = S - S). Se a este balanço se
adicionar o de grande comprimento de onda (Rnl), definido pela diferença
entre a radiação emitida pela atmosfera (L) e a emitida pela superfície
terrestre (L), obtém-se o balanço de radiação dessa mesma superfície isto
é, a radiação líquida nela (eventualmente) disponível:
Rn = Rns + Rnl = S- S+ L- L (W m -2 ) (3.1)
A radiação de grande comprimento de onda é medida por
pirgeómetros, enquanto que a radiação líquida é medida por
pirradiómteros (radiómetros de balanço). A radiação líquida (Rn), quando
positiva, é usada no aquecimento do ar (H) e do solo (G) e na evaporação
da água (LE); se for negativa, o que acontece normalmente durante o
período noturno, o ar e o solo são fontes de calor para a superfície e a
evaporação pode dar lugar à condensação, com natural libertação (e não
consumo) de energia. Assim, o balanço energético à superfície de um solo
vem, de uma forma simplificada:
Rn = LE + H + G (W m -2 ) (3.2)
A radiação terrestre (L) é calculada satisfatoriamente através da
lei de Stefan-Boltzman (equação 3.3) uma vez que a superfície terrestre se
comporta aproximadamente como um corpo negro:
E = T 4 (W m -2 ) (3.3)
47

onde E é o poder emissivo de um corpo negro (W m -2 ), T é a temperatura
efetiva (ou irradiativa) do corpo (K) e é a constante de Stefan-Boltzman
( = 5,67 x 10 -8 W m -2 K -4 ).
A radiação atmosférica (L) calcula-se a partir das equações 3.4
(sendo a última uma equação empírica), uma vez que a atmosfera se
comporta como um corpo cinzento:
48
L = s Ta 4
L = Ti 4 (W m -2 ) (3.4)
L = 213 +5,5 Ta
onde s é a emissividade da atmosfera, Ta a temperatura do ar (expressa
em K nas duas primeiras equações e em ºC na última) e Ti a temperatura
irradiativa ou efetiva da atmosfera.
5.3. Insolação e Nebulosidade
A insolação atual (ou real) é o número de horas (diárias,
mensais,…) de céu descoberto. A insolação astronómica é a insolação
máxima possível ou o período do dia durante o qual o Sol se encontra
acima do horizonte (comprimento do dia). A percentagem de insolação é
a razão entre a insolação atual ou real e a insolação astronómica. A
nebulosidade total (ou quantidade de nuvens) é a fração do céu coberta de
nuvens e exprime-se em décimos de céu coberto (para fins climatológicos)
ou em oitavos (para fins sinópticos). A nebulosidade parcial é a
nebulosidade referente a uma determinada família de nuvens.
A nebulosidade varia, tendencialmente, de forma inversa com a
insolação. Contudo, a medição de ambas é diferente, pelo que a
nebulosidade não corresponde exatamente à diferença entre a insolação
atual e a astronómica. Sempre que a intensidade da luz é suficiente para
ativar um circuito elétrico é possível medir a insolação a partir de
impulsos elétricos (registadores de insolação fotelétricos). Em estações
automáticas a insolação é normalmente medida a partir de dados obtidos
por piranómetros. Em estações convencionais a insolação é medida por
heliógrafos, sendo os mais utilizados os de Campbell-Stokes e de Jordan.
A nebulosidade é medida por observação visual direta do firmamento, em
diferentes momentos do ciclo diário.
A insolação atual e a nebulosidade retratam uma dada condição
atmosférica mais ou menos duradoura, pelo que o seu conhecimento
fornece boas indicações da evolução do estado do tempo a curto prazo
(meteorologia sinóptica); os seus valores médios, geralmente presentes

nas Normais Climatológicas, são parâmetros usados no cálculo de outros
elementos climáticos (por ex., o caso do cálculo da evapotranspiração
potencial pelo Método de Penman). A insolação astronómica, sinónimo de
fotoperíodo enquanto resposta das plantas durante floração (de dias
longos, dias curtos ou indiferentes), varia com a latitude do lugar e a
altura do ano.
A variação média da insolação/nebulosidade depende da
circulação geral da atmosfera e da distribuição dos continentes e oceanos.
A maior quantidade de vapor de água sobre as superfícies aquáticas mais
extensas torna as regiões oceânicas e costeiras as que apresentam maior
nebulosidade e, por consequência, menor insolação. Por essa razão, a
nebulosidade é, em média, maior no hemisfério sul que no hemisfério
norte. Devido à circulação geral da atmosfera, as regiões equatoriais e as
zonas frontais associadas à frente polar apresentam maior nebulosidade
que a restantes zonas.
Nas regiões polares e equatoriais e no verão das latitudes médias
o máximo de nebulosidade ocorre ao meio-dia ou no começo da tarde,
enquanto que no inverno das latitudes médias tal máximo ocorre perto do
nascer do sol. Em qualquer caso, o mínimo de nebulosidade tende a
ocorrer durante a noite.
5.4. Temperatura do ar
A temperatura do ar (Ta) num dado instante é o valor que é
indicado por um termómetro bem ventilado, ou seja, em equilíbrio
térmico com o ar atmosférico, subtraído à influência da radiação dos
objetos situados nas vizinhanças. Exprime-se em graus Celsius (ºC),
Fahrenheit (ºF) ou em Kelvin (K). A temperatura é medida por
termómetros. Da temperatura dependem várias propriedades do ar e da
água (densidade, calor latente de vaporização, capacidade calorífica, …),
as taxas de reações bioquímicas num organismo ou o ritmo de
crescimento vegetal. Da temperatura do ar também dependem a tensão de
vapor de saturação do ar atmosférico, os fluxos de energia radiante e de
calor latente de e para os organismos, a incidência sazonal e regional de
doenças e pragas e, em larga medida, os níveis de conforto humano e
animal.
A distribuição da temperatura do ar é uma consequência do
balanço energético da Terra. Os fatores que condicionam a variação da
temperatura do ar são os fatores gerais do clima (externos ao sistema
climático como a radiação solar e os movimentos da terra, ou internos
como a circulação geral da atmosfera e a nebulosidade), os fatores
49

egionais (aproximação de massas líquidas,...) e locais (exposição, formas
de relevo, revestimento vegetal,...). Por isso, a temperatura apresenta uma
variação diária e anual de carácter periódico, atinge valores mais elevados
próximo do equador e mais baixos nas latitudes maiores; além disso, a
amplitude térmica é menor em regiões vizinhas dos mares e oceanos que
em zonas mais afastadas das costas, maior em áreas sem revestimento
vegetal que em zonas florestais, etc...
A temperatura diminui em altitude na baixa atmosfera
(Troposfera) a uma taxa média de 0,65ºC por cada 100 metros. O sentido e
a taxa desta variação resultam da manifestação das leis físicas que regem
a ascensão adiabática de uma massa de ar na atmosfera. O ar não
saturado sofre uma variação de aproximadamente 1º por cada 100 m de
variação de altitude (gradiente adiabático seco), enquanto que o ar
saturado sofre uma variação de cerca de 0,5ºC por cada variação em
altitude de 100 m (gradiente adiabático saturado). Os valores do gradiente
adiabático saturado são menores que os do gradiente adiabático seco uma
vez que há libertação de calor latente associada à condensação do vapor
de água, atenuando desta forma o arrefecimento resultante da expansão
adiabática. A temperatura potencial () é a temperatura que uma parcela
de ar atingiria se fosse transportada adiabaticamente da sua pressão atual
(p) até à pressão de 1000 hPa (pressão standart):
T p
1000 (K) (3.5)
onde T é a temperatura atual da parcela (K), (=R/cp(d)) é a constante de
Poisson para o ar seco, R é a constante universal dos gases (= 287,05 J kg -1
K -1 ) e cp(d) é o calor específico do ar seco a pressão constante (1005 J kg -1 ºC -
1 ). A temperatura potencial é invariável em processos adiabáticos.
5.5. Precipitação
A precipitação é qualquer partícula de água, sólida ou líquida,
que cai da atmosfera e atinge o solo, proveniente das nuvens, e ocorre
quando as gotas das nuvens crescem até atingirem dimensões suficientes
para caírem por efeito da gravidade. A precipitação constitui um vetor
fundamental do ciclo hidrológico, unindo a atmosfera aos restantes
subsistemas do sistema climático. Tem uma grande variedade de formas
(chuvisco, chuva, neve, neve molhada, granizo, saraiva, aguaceiros, neve
gelada) e a sua classificação depende, em geral, do mecanismo envolvido
no arrefecimento adiabático que conduziu à formação da nuvem
(convectiva, orográfica, de convergência, frontal). A precipitação exprimese
pela altura pluviométrica, pela duração, frequência e intensidade da
50

precipitação. A quantidade de precipitação num dado intervalo de tempo
(altura pluviométrica) é a grandeza R = v/s em que v é o volume de água
recolhida proveniente de hidrometeoros, num recipiente de boca
horizontal e de área s (udómetro ou pluviómetro). Exprime-se em
milímetros (= litros por metro quadrado). A duração da precipitação é o
período de tempo contado entre o início e o fim da chuvada (mede-se em
horas, minutos ou dias). A frequência é o número de ocorrências por ano
para uma determinada chuvada ou, o número de anos necessários para a
ocorrência de uma determinada chuvada. A intensidade da precipitação
avalia-se pela variação da quantidade da precipitação (R) relativamente
ao intervalo de tempo (t) em que caiu.
A precipitação é um elemento climático (ou meteorológico)
central na variação do estado do tempo e na caracterização do clima de
um dado local. Ocorre em consequência da evolução dos sistemas
sinópticos e, juntamente com a temperatura, é elemento central das
classificações climáticas empíricas (ver capítulo seguinte).
5.6. Humidade do Ar
A humidade do ar é o vapor de água da atmosfera e resulta da
evaporação das superfícies aquáticas e do solo, da transpiração dos seres
vivos e das combustões; é medida por higrómetros e depende, entre
outros fatores, da disponibilidade em água, da velocidade do vento (fator
aerodinâmico), da temperatura do ar e da pressão atmosférica (fatores
termodinâmicos). A humidade do ar é a origem de todos os
hidrometeoros, desempenha um importante papel nas transformações
energéticas da atmosfera devido ao seu efeito na absorção da radiação
infravermelha, influi na intensidade da evaporação e da transpiração das
plantas, na nebulosidade e no aquecimento/arrefecimento das superfícies;
além disso, representa um fator importante no conforto humano.
A humidade do ar exprime-se por meio de grandezas físicas como
a tensão atual de vapor, a humidade absoluta, a humidade relativa, o
défice de saturação do ar, a razão de mistura e a humidade específica. O
estado higrométrico do ar também se pode caracterizar pela temperatura
do ponto de orvalho, pela temperatura virtual ou pela temperatura do
termómetro molhado. A tensão de vapor (e) é a pressão exercida pelo
vapor de água existente numa massa de ar húmido e exprime-se em
unidades de pressão, isto é, em milímetros de mercúrio (mm Hg), pascais
(Pa) ou milibares (mb). Considera-se a tensão de vapor atual (ea) como a
existente num determinado momento e a tensão máxima de vapor de
água (es) como a pressão que o vapor de água exerceria em caso de
saturação do ar; logo, ea iguala es quando o ar está saturado. A tensão
51

máxima de vapor de água (es) depende da temperatura do ar (ANEXO
3.1) A humidade absoluta () é a massa de água existente numa unidade
de volume de ar húmido e exprime-se em gramas por metro cúbico (g m -
3 ). tem o mesmo valor numérico que a densidade do vapor de água no
ponto considerado. Em caso de saturação do ar a humidade absoluta é
máxima (s). A humidade absoluta relaciona-se com a tensão de vapor (e)
através da seguinte expressão:
52
e
2,
17
T
(g m -3 ) (3.6)
onde T é a temperatura absoluta (em K) e e exprime-se em Pa.
A humidade relativa (HR) é a relação entre a tensão de vapor (ea)
de uma massa de ar (ou a humidade absoluta) e a tensão máxima de
saturação (es) dessa mesma massa de ar (ou a humidade absoluta máxima)
e exprime-se em percentagem (varia entre 0 e 100):
ea
a
HR(%)
100
100
e
s
s
(3.7)
O défice de saturação (DS) é a quantidade de vapor de água que,
num determinado momento, falta para saturar uma determinada unidade
de volume de uma massa de ar húmido. DS pode exprimir-se como a
diferença para 100 da humidade relativa (DS = 100 - HR), a diferença
entre a humidade absoluta máxima à temperatura da massa de ar e a
humidade absoluta no momento (DS = s-a) ou entre a tensão máxima de
saturação e a tensão atual (DS = es-ea).
A humidade específica (q) é a razão entre a massa de vapor de
água (mw) e a massa de volume de ar considerado (m):
mw
mw
-1
q
(kg kg )
(3.8)
m m m
onde md é a massa de ar seco.
w
d
A razão de mistura (w) é a razão entre a massa de vapor de água
(mw) e a massa de ar seco (md) num dado volume de ar:
mw
-1
w (kg kg )
(3.9)
m
d
A temperatura do ponto de orvalho (To) é a temperatura a que
uma massa de ar húmido deverá ser arrefecida, a pressão constante

(processo de arrefecimento isobárico), para que fique saturada, ou seja,
para que a humidade que contém (ea) seja máxima (es).
A temperatura virtual (Tv) é a temperatura do ar seco tendo a
mesma pressão e densidade totais que as do ar húmido. Exprime-se em
função da temperatura do ar (T, em K) e da tensão atual (ea, em Pa) como
se segue:
ea
Tv
T(
1 0,
38 ) (K)
(3.10)
P
onde P é a pressão atmosférica normal ( = 101,3 kPa).
A temperatura do termómetro molhado (Tw) é a temperatura
indicada por um termómetro bem ventilado cujo reservatório está
envolvido por uma gaze molhada. Representa a mais baixa temperatura,
sob pressão constante, a que o ar pode ser arrefecido por evaporação. Tw é
registada, conjuntamente com Ta, por um psicrómetro (higrómetro de
evaporação) e está relacionada com a tensão de vapor (atual e máxima),
pelas seguintes expressões:
ea = es-0,000660(1+0,00115Tw)(Ta-Tw)P (3.11)
e
a
0 , 480(
ta
tw
)
es
P
610 t
w
Os valores de tensão de vapor (es e ea) exprimem-se em Pa na 1ª
equação e em mmHg na segunda; Ta e Tw exprimem-se em ºC. P é a
pressão atmosférica normal (100kPa ou 755 mmHg). Os Anexos 3.2 e 3.3
mostram também os valores de Humidade Relativa (em %) em função dos
valores de Tw e de Ta-Tw.
A temperatura, a latitude, a altitude e a distribuição dos
continentes e dos oceanos são os fatores que mais influenciam a
distribuição da humidade atmosférica no globo. A humidade absoluta ou
a tensão de vapor de água aumentam com a temperatura, sendo mais
elevadas de dia e no verão que durante a noite e no inverno, decrescem
em altitude e são mais elevadas sobre os oceanos que sobre os
continentes; a humidade relativa varia na razão inversa da temperatura, é
maior nas regiões equatoriais e polares (>85%) que nas regiões
temperadas (>70%) ou nas regiões subtropicais (80% sobre os oceanos). A humidade atmosférica diminui
em altura durante o dia; durante a noite, quando a evaporação é menos
intensa, o decréscimo da humidade é menos acentuado com a altura,
quando há condensação sobre a superfície, o fluxo de vapor de água é
descendente. Pela manhã, a evapotranspiração adiciona vapor de água a
53

uma atmosfera (fluxo convergente) moderadamente instável; ao começo
da tarde a humidade atmosférica decresce ligeiramente (apesar do pico de
evapotranspiração) devido à mistura com massas de ar mais seco
decorrentes da atividade convectiva; no fim da tarde a humidade volta a
registar um máximo pois a capacidade de transportar vapor de água
(aumento da estabilidade devido ao arrefecimento da superfície) é menor
que a taxa de evaporação; no período noturno a evapotranspiração
diminui e, consequentemente, a humidade atmosférica.
5.7. Evaporação e evapotranspiração
A evaporação é o processo físico pelo qual uma substância
transita do estado líquido para o estado gasoso. A evaporação é um dos
componentes fundamentais do ciclo hidrológico, transferindo e
redistribuindo água (e energia) da superfície do globo (oceanos, mares
interiores, lagos, rios e solos) para a atmosfera. O vapor de água
resultante da evaporação é difundido na baixa atmosfera por convecção,
seja por difusão molecular, seja por mistura turbulenta. A
evapotranspiração é o processo combinado de evaporação a partir da
superfície do solo e dos seres vivos (nomeadamente as plantas) e de
transpiração através da superfície dos seres vivos. A evaporação e a
evapotranspiração exprimem-se, geralmente, em mm ou em g m -2 s -1 .
A evaporação (E) mede-se com evaporímetros, dos quais a tina de
classe A e o evaporímetro de Piche são os mais utilizados. A sua medição
não é fácil, pelo que é comum o uso de diversos métodos de cálculo
(Penman, balanço hídrico, balanço energético, método da transferência e
massa,…). Exprime-se em milímetros (E = V/A, sendo V o volume de
água no estado líquido que se evaporou de um recipiente exposto ao ar,
de boca horizontal de área A) ou em gramas por unidade de área (g m -2 ).
A energia necessária, por unidade de massa, para a evaporação
denomina-se calor latente de vaporização () que, no caso da água, é de
aproximadamente 2,45 MJ Kg -1 a 20ºC. O calor latente (LE), associado à
evaporação é um parâmetro do balanço energético de uma superfície
(solo, folha,…) e resulta da multiplicação aritmética da água evaporada
(E) pelo respetivo calor latente de vaporização () e, por isso, exprime-se
em W m -2 .
A temperatura do ar e da água, a tensão de vapor e a humidade
relativa do ar, a velocidade do vento, a pressão atmosférica, a salinidade
das águas, a extensão da superfície evaporante e, naturalmente, a radiação
solar, são os fatores que mais condicionam o fenómeno evaporativo. A
variação diária da evaporação é sobretudo condicionada pela
54

temperatura, sendo por isso maior durante o dia, quando o défice de
saturação do ar é mais elevado, que durante o período noturno, onde
pode se anular caso o ar fique saturado. Também a variação diária do
vento reforça geralmente a tendência determinada pelo fator térmico. Os
valores anuais mais elevados (cerca de 1500mm) observam-se sobre os
oceanos tropicais, potenciados pelos ventos alíseos e sobre as áreas
continentais onde a radiação solar é elevada e a vegetação densa.
A evaporação e a evapotranspiração são processos que ligam a
hidrosfera, a litosfera e a biosfera à atmosfera e condicionam
marcadamente a evolução do ciclo hidrológico. A evapotranspiração
influencia a energética da atmosfera e altera as características da massa de
ar.
A evapotranspiração potencial (ETp) é a evapotranspiração que
ocorre sempre que a taxa de perda de água não é influenciada pelo teor de
água disponível à superfície do solo e das plantas, isto é, sempre que a
disponibilidade em água não constitui fator limitante. Por esta razão a
evapotranspiração potencial é sinónimo de necessidade em água, a que
permitiria ao solo manter permanentemente um grau ótimo de humidade
correspondente à quantidade necessária para o bom desenvolvimento das
plantas suportadas pelo solo. A evapotranspiração real (ETr) é a
evapotranspiração que ocorre em condições reais, isto é, de acordo com as
características reais do solo e das plantas.
5.8. Pressão atmosférica
A pressão atmosférica é a força exercida por unidade de área de
uma coluna de ar atmosférico aplicada normalmente a qualquer
superfície. A pressão exprime-se em bares, mm Hg e pascais (1 pascal é a
força de 1 Newton que atua sobre uma área superficial de 1 m 2 ) e é
medida com barómetros. A nível do mar, a pressão exercida pelo ar é
cerca de 1,02 kg cm -2 (= 101325Pa = 1023,25mb = 760mmHg). Altas
pressões e baixas pressões referem-se a valores superiores e inferiores a
1023 mb, respetivamente (Figura 3.15). As primeiras concentram-se em
anticiclones (centros de alta pressão) e as segundas em depressões ou
ciclones (centros de baixa pressão).
A pressão atmosférica tem efeitos diretos no estado do tempo e na
sua evolução, é a causa direta dos ventos, determinando a sua velocidade
e direção, afeta a temperatura e a humidade do ar, a precipitação e outros
elementos. Contudo, a pressão atmosférica não exerce de um modo direto
uma influência relevante sobre os seres vivos (exceto o efeito altitude e o
que decorre das suas alterações bruscas).
55

A pressão atmosférica diminui em altitude e à superfície do globo.
A equação hidrostática permite quantificar numa atmosfera em repouso a
variação da pressão de uma parcela de ar com a altitude:
56
-p = g z (kPa) (3.12)
onde p representa a diferença de pressão entre dois níveis, é a
densidade do ar (1,2250 Kg m -3 , ao nível do mar), g é a aceleração da
gravidade (9,8 ms -2 ) e z a espessura, em metros, de uma camada da
atmosfera. As variações horizontais da pressão atmosférica são muito
menores que as variações em altitude.
Uma superfície isobárica é um lugar geométrico dos pontos da
atmosfera onde a pressão, num instante, tem o mesmo valor (se a pressão
atmosférica apenas variasse com a altitude, seriam superfícies esféricas
concêntricas ao globo e paralelas entre si). Uma isóbara ou curva isobárica
é a linha de intersecção de uma superfície isobárica com uma superfície
concêntrica ao globo terrestre e une pontos de igual pressão atmosférica.
O maior ou menor afastamento das isóbaras entre si depende da maior ou
menor homogeneidade da atmosfera. Nos anticiclones as superfícies
isobáricas formam convexidades voltadas para cima e as suas intersecções
com a superfície terrestre são isóbaras cujos valores crescem da periferia
para o centro (Figura 3.15a); nas depressões ou ciclones as superfícies
formam concavidades voltadas para cima e as suas intersecções com a
superfície são isóbaras cujos valores diminuem da periferia para o centro
(Figura 3.15b).
A variação da pressão atmosférica pode ter origem térmica ou
origem dinâmica, dependendo neste último caso de fatores como o
movimento de rotação da terra, o atrito da superfície, a humidade
atmosférica ou a distribuição dos continentes. As variações da pressão
atmosférica podem ser periódicas ou acidentais.
Ao longo de um ciclo diário, a pressão atmosférica apresenta
máximos e dois mínimos, devido à absorção da radiação solar pelo ozono
na alta atmosfera e pelo vapor de água na baixa atmosfera. O
aquecimento e o arrefecimento do ar criam oscilações de densidade
conhecidas como marés (térmicas) ou atmosféricas que determinam
variações pequenas da pressão atmosférica perto da superfície da Terra.
Esta maré, também denominada de barométrica, é mais evidente na
região equatorial do que em outras latitudes. Em latitudes superiores a 60º
a maré deixa, em geral, de se observar. Ao longo do ano, os anticiclones e
as depressões permanentes deslocam-se em função da circulação geral da
atmosfera e dos fatores físicos que a determinam (radiação, distribuição
de continentes e oceanos,…).

Figura 3.15. Isóbaras: (a) centro de altas pressões; (b) centro de baixas pressões.
Entre as variações acidentais da pressão atmosférica destacam-se
as resultantes da passagem de perturbações atmosféricas, como sejam as
depressões acompanhadas de sistemas frontais ou os ciclones tropicais e
as provocadas pelo vento, sobretudo se este é forte e sopra sob a forma de
rajadas.
5.9. Vento
O vento é o deslocamento horizontal do ar relativamente à
superfície do globo terrestre e resulta da diferença de pressão entre dois
locais. O aquecimento e/ou arrefecimento diferencial da atmosfera é a
causa básica (ou inicial) do movimento atmosférico (pois está na base das
diferenças de pressão). Assim, parte da radiação solar que atinge a Terra é
transformada em energia cinética dos gases da atmosfera. O vento é
definido através da sua velocidade e da sua direção.
Quadro 3.4 Escala de Beaufort.
Nº de Velocidade
Beaufort
(m s -1 Descrição Observações
)
0 calmo 33,5 Os danos são extremos
Além do gradiente de pressão entre dois lugares, outros fatores
controlam o movimento do ar atmosférico: a força da gravidade, o atrito,
57

a força de Coriolis e a força centrífuga. Da ação conjugada de todos estes
fatores resultam diferentes velocidades e diferentes direções do vento. A
velocidade exprime-se em m s -1 enquanto que a direção se exprime em
graus. O primeiro parâmetro mede-se com anemómetros e o segundo com
cataventos. Os ventos são classificados em função das forças que atuam
sobre o ar em movimento (vento geostrófico, barostrófico e de gradiente),
da sua direção (ventos constantes, periódicos e variáveis) ou da escala da
circulação (primária, secundária,…). A escala de Beaufort permite
classificar os ventos de acordo com a sua intensidade e seus
correspondentes efeitos (Quadro 3.4).
O perfil do vento junto à superfície reflete o efeito do atrito
exercido pela superfície sobre o movimento do ar. O atrito retarda o
movimento e determina um decréscimo acentuado da velocidade
horizontal do vento na direção da superfície. Este aumento é menor na
primavera e maior no outono. A 2 metros de altura, a velocidade do vento
aumenta rapidamente depois do nascer do Sol e alcança um máximo
perto do meio-dia (transferência eficiente e rápida do momento na CLP
devido ao aumento da instabilidade), diminui durante a tarde
(diminuição progressiva da instabilidade), sendo pequena durante a
noite.
6. Classificações climáticas
6.1. Tipos de Classificações
Uma classificação climática descreve tipos de clima e delimita
regiões climáticas com base em informação quantificada e organizada de
fatores que afetam o clima ou de elementos climáticos referentes ao um
período mínimo de 30 anos consecutivos.
A utilidade da subdivisão da Terra em zonas de incidência solar
diferente (quente, temperado e polar, subdivididos pelos trópicos e os
círculos polares) é reduzida, pois os fatores climáticos expressam-se de
forma diversa em diferentes regiões situadas a latitudes similares. Desde a
Grécia Antiga, surgiram variados esquemas de classificação dos climas do
mundo, com interesse diverso e baseados em diferentes critérios,
apresentando a maioria delas subdivisões e limites baseados na
observação das condições originárias das zonas climáticas, seja de
elementos climáticos como a temperatura e a queda pluviométrica, seja
dos seus efeitos, por exemplo, sobre a vegetação.
Entre os diferentes sistemas de classificação, destacam-se dois
tipos fundamentais, os genéticos e os empíricos. Nas classificações
58

genéticas, os climas agrupam-se de acordo com as suas causas físicas
(fatores cósmicos ou geográficos, circulação geral da atmosfera, …),
enquanto que as classificações empíricas assentam na combinação de
elementos ou parâmetros climáticos medidos, na maioria dos casos, a
temperatura e a precipitação.
Entre as classificações genéticas, merecem particular destaque a
delineada em 1928 por Tor Bergeron (Ljljequist, 1981), que classificou o
clima de um local com base na frequência com que certo tipo de estados
do tempo (massas de ar) nele ocorrem (classificação climática de
Bergeron), a proposta por Alissov em 1936, baseando-se nos
deslocamentos sazonais das massas de ar (circulação geral da atmosfera),
a de H. Flohn (1957) que, em 1950, propôs um sistema que inclui 7
categorias baseadas na zonagem global dos ventos e na sazonalidade da
precipitação, e a de Strahler (1969) que propôs um sistema que inclui 14
tipos climáticos baseados nos mecanismos planetários fundamentais.
As classificações do tipo empírico assentam nas consequências
das condições climáticas e utilizam para o efeito determinados
indicadores, como a vegetação, a hidrologia, a humidade, a aridez, etc.,
sob a forma de frequência de ocorrência, valores limites (“thresholds”),
índices, etc., delimitando assim as zonas climáticas. Entre este tipo de
classificações, destacam-se as baseadas em balanços energéticos e de
humidade (limites térmicos e hídricos relacionadas, em grau variável,
com a vegetação e o crescimento vegetal), e as baseadas em índices
bioclimáticos (fitoclimáticos, conforto climático,…). Entre as primeiras,
destacam-se a de Budyko (1974), que estabeleceu diferentes tipos
climáticos a partir da relação entre a radiação líquida disponível para o
processo evaporativo a partir de uma superfície molhada e o calor
necessário para evaporar a precipitação média anual (a fronteira entre
climas secos e húmidos ocorre quando a razão é igual a 1) e a de Terjung
& Louie (1972) que usou fluxos de energia para classificar a quantidade de
energia entrada (radiação líquida e advecção) e saída (calor sensível e
calor latente) e a sua variação sazonal. Entre as que se relacionam de um
modo mais direto com a vegetação e/ou o crescimento vegetal, destacamse
a classificação de Köppen e a classificação racional dos climas de
Thornthwaite. Merece ainda referência a classificação climática
estabelecida por W. Lauer, (Lauer et al., 1996) que se baseou em mínimos
térmicos e hídricos para a vegetação natural e para culturas agrícolas (os
limites para as zonas foram determinados a partir de índices de radiação,
enquanto que os tipos climáticos basearam-se num índice térmico e num
índice de humidade que tomam em consideração a diferença entre as
precipitações mensais e a evaporação potencial). Frankenberg, Penck,
Troll e Pfaffen, Wissmann são exemplos de outros autores que
59

estabeleceram classificações baseadas em limites térmicos ou hídricos
usados como critérios para diferenciar entre si zonas climáticas ou
subdivisões em tipos ou subtipos climáticos (Kappas, 2009). Há
numerosos índices fitoclimáticos (geralmente índices de aridez), sendo os
mais referidos na literatura aqueles que baseiam o seu cálculo em valores
médios de precipitação e temperatura (coeficiente hidrotérmico de Lang,
índice de aridez de Martonne, coeficiente pluviométrico de Emberger,
índice de Dantin-Ravenga), outros ainda que se baseiam no défice de
saturação de vapor (índice de Mayer), além de índices de produtividade
agrária (índice de Patterson, índice de potencialidade agrícola de
T.Turc,…). A partir de índices de conforto humano (térmico e/ou
mecânico) Terjung (1966) propôs uma classificação bioclimática usando
dados de temperatura, humidade relativa, insolação e velocidade do
vento. A descrição detalhada destes índices bioclimáticos poderá ser
estudada em Castillo & Sentis (1996), em Barry & Chorley (2003) ou em
Porta et al. (2003).
Quaisquer das classificações referidas no parágrafo anterior são
globais, isto é, são aplicáveis a qualquer zona do globo. Contudo, há
também classificações com projeção regional ou local, como a classificação
empírica de Schmidt e Fergusson (Schmidt & Fergusson, 1951), que
relaciona o número de meses secos e meses húmidos num dado local, em
regiões isotérmicas como as tropicais, o coeficiente estival de Giacobbe ou
o índice xerotérmico, particularmente adaptados à região mediterrânea,
ou as classificações genéticas de Lamb (1972) – Lamb Weather types, e de
Muller (1977) - Muller Weather Types, ambas baseadas na posição de um
local em relação às principais características da circulação secundária
(depressões frontais das latitudes médias).
A estreita correspondência entre clima e ocupação natural do solo
(bioma) faz da temperatura e da precipitação parâmetros fundamentais
para a caracterização climática, uma vez que temperatura e
disponibilidade de água no solo são os elementos fundamentais no
controle do ciclo vegetativo das plantas. Na maior parte das classificações
conhecidas, os limites entre grupos são definidos a partir de valores de
temperatura, precipitação e/ou parâmetros derivados. É o caso das
classificações climáticas de Köppen e de Thornthwaite, cujas
características serão desenvolvidas com o devido detalhe, de seguida.
6.2. Classificação Climática de Köppen
A classificação climática de Wladimir Köppen é empírica e,
seguramente, a mais usada em todo o mundo. Foi estabelecida em 1900 e
baseia-se em observações da temperatura do ar e da precipitação, assim
60

como no grau de secura e na sazonalidade da precipitação. As suas
divisões correspondem aos principais tipos de cobertura vegetal do
planeta (floresta equatorial, savana-estepe, deserto, floresta de folhosas ou
de coníferas e tundra). Mais tarde houve vários contributos e
modificações por outros autores, pelo que se encontram referenciados na
bibliografia, frequentemente, as classificações de Köppen-Geiger, de
Köppen-Geiger-Pohl ou, ainda, a classificação de Köppen modificada por
Trewartha.
A classificação de Köppen utiliza um sistema de letras (A-E, na
sequência como se apresentam a partir do equador em direção aos pólos)
para diferenciar as principais zonas ou tipos climáticos, recorrendo às
iniciais de algumas palavras que descrevem a condição climática (em
alemão) para definir os subtipos climáticos. Os cinco tipos climáticos
principais são designados por uma letra maiúscula e são delimitados com
base no ciclo anual das temperaturas médias mensais do ar (climas A, C,
D e E) ou na importância relativa entre evapotranspiração e precipitação
anuais (clima B); os 12 subtipos climáticos, subdivisões dos 5 tipos
climáticos principais, designam-se por uma letra maiúscula
(correspondente ao tipo climático principal) e por uma letra minúscula
que diferencia climas com base na sazonalidade da precipitação (climas A,
C e D), no grau de secura (clima B) ou na temperatura do mês mais quente
(clima E). Mais tarde Trewartha & Horn (1980) introduziram o tipo
climático H para agrupar os climas de altitude.
Os tipos e os subtipos climáticos são os seguintes:
A – Clima tropical chuvoso. Não há estação fria (a temperatura
média do mês mais frio é superior a 18ºC). As áreas afetadas por este tipo
climático, característico da zona intertropical, suportam plantas que
necessitam continuamente de temperaturas elevadas (megatérmicas) e de
precipitação relativamente abundante.
Os climas do tipo A subdividem-se da seguinte forma:
Af - Tropical chuvoso de floresta. A temperatura e a precipitação
permanecem elevadas ao longo de todo ano (o mês mais seco apresenta
pelo menos 60 mm de precipitação) e a sua variação é mínima. A
formação vegetal correspondente é a Floresta Tropical Chuvosa ou
Floresta Equatorial.
Aw - Clima tropical chuvoso de savana. Neste subtipo há uma
estação seca distinta que é o inverno (período em que a altura média do
sol é menor). A precipitação é menor que 60 mm em pelo menos um mês;
a do mês mais seco deve ser inferior a 100- (1/25 da precipitação total
anual). Este subtipo climático corresponde à zona da Savana.
61

Am - Clima Tropical de Monção. A estação seca é curta e a
precipitação anual é suficientemente elevada para manter o solo húmido
durante todo o ano. A precipitação é menor que 60 mm em pelo menos
um mês; a do mês mais seco deve ser superior a 100 - (1/25 da
precipitação total anual). Tal como em Af, a Floresta Tropical chuvosa é a
formação vegetal característica.
B – Clima seco. O valor anual da evapotranspiração potencial
(ETp) excede o valor da precipitação (R) respetivo:
R < 2T + 14 se a precipitação é distribuída regularmente ao longo
do ano;
R < 2T se a precipitação for máxima no verão (Rmês de verão
mais húmido 10 Rmês de inverno mais seco);
R < 2T + 28 se a precipitação for máxima no inverno (Rmês de
inverno mais húmido 3 Rmês de verão mais seco).
Os climas B subdividem-se em Climas semiáridos de estepe (BS) e
Climas desérticos (BW). Sempre que a precipitação atinge metade dos
limites atrás definidos considera-se o clima BS; no caso contrário,
considera-se o clima BW. As fronteiras entre estes subtipos para as três
situações definidas anteriormente quantificam-se desta forma:
62
R = T + 7, se a precipitação for uniforme durante o ano;
R = T, se a precipitação for máxima no verão;
R = T + 14, se a precipitação for máxima no inverno.
Nos climas do tipo B a quantidade de precipitação não é
suficiente para suportar correntes de água em permanência ao longo de
todo o ano. Este tipo climático encontra-se sobretudo nas regiões
subtropicais e no interior da Ásia.
C – Clima Mesotérmico húmido. A temperatura média do mês
mais frio situa-se entre –3ºC e 18ºC (verão moderado a quente e inverno
suave). A temperatura média de –3ºC é um limite abaixo do qual se
espera a presença de cobertura gelada ou de neve em pelo menos um mês.
A precipitação é resultante em larga medida da atividade dos ciclones
frontais (latitudes médias). Köppen considerou três subdivisões:
Cf – Clima temperado húmido. Não há uma estação seca nítida (a
precipitação média mensal do mês mais seco é superior a 30 mm).

Cw – Clima temperado com inverno seco. O mês mais seco (de
inverno) apresenta uma precipitação inferior a 30 mm; a precipitação
média mensal no mês mais húmido (de verão) é pelo menos dez vezes
superior à do mês mais seco.
Cs – Clima temperado com verão seco. O mês mais seco (de
verão) apresenta uma precipitação inferior a 30 mm e a 1/3 da
precipitação do mês mais húmido (de inverno).
D – Clima Microtérmico húmido. A temperatura média do mês
mais quente é superior a 10ºC enquanto que a temperatura média do mês
mais frio é inferior a –3ºC (verão moderadamente quente e inverno frio).
A temperatura média de 10ºC para o mês mais quente do ano representa o
limite crítico para a sobrevivência das espécies arbóreas. Nos climas D o
solo apresenta-se congelado e/ou coberto de neve durante vários meses.
Os subtipos climáticos considerados são:
Df – Clima frio sempre húmido. A precipitação média mensal do
mês mais seco é superior a 30 mm.
Dw – Clima frio com inverno seco. A precipitação média do mês
mais seco (de inverno) é inferior a 30 mm; a precipitação média do mês
mais húmido (de verão) é, pelo menos, dez vezes superior à do mês mais
seco. Este clima é característico de vastas zonas do nordeste asiático.
E – Clima polar. A temperatura média do mês mais quente é
inferior a 10ºC (inverno e verão extremamente frios).
A vida vegetal depende da intensidade e da duração de uma
estação cuja temperatura média seja positiva. A existência de pelo menos
um mês em que tal ocorra serve de critério para distinguir dois subtipos
climáticos entre os climas E:
ET – Clima polar de tundra. A temperatura média do mês mais
quente é inferior a 10ºC mas superior a 0ºC. Há uma estação que permite o
crescimento vegetal.
EF – Clima polar de gelo permanente. A temperatura média do
mês mais quente é inferior a 0ºC. O gelo é perpétuo e não há vegetação.
Köppen utilizou outros símbolos (formas climáticas) para
caracterizar, com mais pormenor, os diferentes tipos ou subtipos
climáticos: a – verão quente (Ta do mês mais quente > 22ºC); b – verão frio
(Ta do mês mais quente < 22ºC e Ta mensal > 10ºC em pelo menos quatro
63

meses); c – verão curto e pouco quente (Ta > 10ºC em pelo menos quatro
meses); d – Ta média do mês mais frio < -38ºC; g – mês mais quente do
ano é anterior ao solstício e à estação chuvosa de verão; h – Ta média
anual >18ºC; i – amplitude térmica anual < 5ºC; k – Ta média anual

Figura 3.16. Distribuição geográfica dos climas (Classificação climática de KÖPPEN)

66
Figura 3.17. A distribuição das zonas climáticas de Köppen num modelo de
continente único, juntando as zonas de cada latitude (De Blij & Muller, 1996).
6.3. Classificação Racional dos Climas de Thornthwaite
C. Thornthwaite introduziu o conceito de evapotranspiração
potencial (transferência de vapor de água para a atmosfera, por
evaporação e por transpiração, em condições hídricas não limitativas) e
quantificou-o, fazendo-o depender da temperatura do ar e da insolação
astronómica. A partir da diferença entre os valores médios mensais da
evapotranspiração potencial e da precipitação, Thornthwaite definiu
meses húmidos e meses secos (Thornthwaite, 1948) e, com John Mather,
elaborou um balanço hídrico (Thornthwaite & Mather, 1957), no qual são
calculados valores médios para o armazenamento de água no solo, a
evapotranspiração real, o défice e o excesso de água, etc… (ver balanço
hídrico do solo – Método de Thornthwaite-Mather). Considerando os
resultados do balanço hídrico e uma capacidade utilizável do solo de 100
mm, Thornthwaite descreveu uma classificação climática baseada na
caracterização dos regimes térmico e hídrico de um local - a Classificação
Racional dos Climas de Thornthwaite.
A Classificação Climática de Thornthwaite compreende o cálculo
de 5 índices climáticos (simples e complexos) estimados a partir dos
resultados do Balanço Hídrico: três são indicadores do regime hídrico (o
“Índice Hídrico”, o “Índice de Humidade” e o “Índice de Aridez”) e dois

são indicadores do regime térmico (o “Índice de Eficiência Térmica” e a
“Concentração Estival da Eficiência Térmica”).
a) Regime Hídrico
O Índice de Humidade e o Índice de Aridez caracterizam o
regime hídrico local em termos sazonais (eficácia da humidade). O Índice
de Aridez (Ia) avalia a importância de um eventual período seco:
I a
(%)
D
ETP
anual
100
(3.13)
O Índice de Humidade (Ihu) avalia a importância de uma eventual
estação húmida:
I h u
(%)
S
ETP
anual
100
(3.14)
Nas equações 3.13 e 3.14, D é o défice anual de água, S é o excesso
ou superavit anual e ETpanual é a evapotranspiração potencial anual.
Os tipos climáticos baseados nos valores do Índice de Aridez (Ia)
referem-se ao grau e sazonalidade da deficiência de água no solo; os que
são baseados nos valores do Índice de Humidade (Ihu ) referem-se ao grau
e sazonalidade do excesso de água no solo (Quadro 3.5b).
O Índice Hídrico (Ihid) exprime a humidade global do clima. Ihid é
calculado a partir dos Índices de Humidade (Ihu) e de Aridez (Ia):
I (%) I I
(3.15)
hi
hu
a
Os tipos climáticos baseados nos valores do Índice Hídrico são os
seguintes: A = Superhúmido; B = Húmido (B4, B3, B2 e B1); C = Sub-húmido
(C2 e C1); D = Semiárido; E = Árido (Quadro 3.5a). Para efeitos de
classificação climática considera-se apenas o Índice de Aridez se o clima
for húmido (tipos A, B e C2) ou o Índice de Humidade se o clima for seco
(tipos C1, D e E).
b) Regime Térmico
O regime térmico de um local é avaliado pelo Índice de Eficiência
Térmica (ou simplesmente Eficiência Térmica - ET) e pela Concentração
Estival da Eficiência Térmica (CEET). ET caracteriza o regime térmico
local em termos anuais e exprime-se pelo valor anual da
evapotranspiração potencial (ETp), calculada como função exclusiva da
temperatura pelo método (empírico) de Thornthwaite:
ET = ETp anual (mm) (3.16)
67

Os tipos climáticos baseados nos valores do Índice de Eficiência
Térmica são os seguintes: A’ = Megatérmico; B’ = Mesotérmico (B’4, B’3, B’2
e B’1); C’ = Microtérmico (C’2 e C’1); D’ = Tundra; E’ = Gelo perpétuo. Os
limites para cada um dos tipos climáticos constam da Quadro 3.5c.
A CEET caracteriza o regime térmico local em termos sazonais,
exprimindo a importância relativa do trimestre mais quente do ano:
68
ETp1
ETp2
ETp3
CEET (%) (3.17)
ETpanual
onde ETp1, ETp2 e ETp3 são os valores estimados de ETp relativos aos três
meses consecutivos mais quentes e ETp anual tem o significado habitual.
A CEET pode ser pequena (a’), moderada (b’4, b’3, b’2 e b’1),
grande (c’2 e c’1) ou muito grande (d); os limites de cada um dos tipos
climáticos baseados neste índice constam da Quadro 3.5d.
A cada um dos quatro tipos climáticos (baseados no Índice
Hídrico, no Índice de Humidade/Índice de aridez, no Índice de Eficiência
Térmica e na Concentração Estival de Eficiência Térmica) corresponde um
símbolo. O conjunto dos quatro símbolos constitui a fórmula climática
final. Para uma completa descrição do clima segundo Thornthwaite
devem ser transcritas as designações relativas a cada um dos símbolos
obtidos.
Quadro 3.5. Tipos Climáticos (a) resultantes do Índice hídrico, (b) indicativos do
regime estacional da humidade, (c) indicativos da eficiência térmica, (d)
indicativos da concentração estival da eficiência térmica.

7. Exercícios
1. Representações gráficas. A partir de valores normais relativos à
Estação Meteorológica de Évora (Normal Climatológica) (Quadro 3.1):
a) Elabore diagramas retangulares para representar a variação da
temperatura (média mensal, média das máximas e média das mínimas) e
da precipitação média mensal (gráfico de barras).
b) Elabore um diagrama ombrotérmico (representação conjunta
da temperatura e da precipitação ao longo do ano)
c) Construa um gráfico termohigrométrico (climograma)
d) Represente, através de um diagrama polar, a frequência e a
velocidade do vento para os diferentes rumos.
e) Represente as frequências relativas e absolutas de diferentes
classes de valores de temperatura (histogramas)
2. A superfície de um solo, com um albedo de 25%, e cuja
temperatura é, num dado momento, de 33ºC, é irradiada com radiação de
pequeno comprimento de onda igual a 700 W m -2 . A temperatura do ar no
abrigo meteorológico é de 25ºC. Determine o balanço de radiação da
superfície considerada.
3. Sabendo que a humidade relativa de determinado ambiente é
de 75% e que a temperatura do ar é de 16ºC, determine a tensão atual de
vapor, a humidade absoluta, a temperatura do ponto de orvalho e o défice
de saturação.
4. Supondo que a temperatura de uma certa porção da atmosfera
é de 20ºC e que ela deve ser arrefecida até 12ºC para que se inicie a
deposição de orvalho, calcule:
a) Os valores da tensão atual de vapor, da humidade relativa, da
humidade absoluta e do défice de saturação;
b) A massa de vapor de água depositada sob a forma de orvalho,
por m 3 de ar, se a temperatura baixar para os 9ºC.
5. Uma massa de ar tem a temperatura do ar igual a 17ºC e a
temperatura do termómetro molhado igual a 12ºC. Calcule a tensão atual
de vapor, a humidade relativa e a temperatura do ponto de orvalho.
6. Classifique o clima da região de Évora com base na
Classificação Racional de Thornthwaite e na Classificação de Köppen.
Para o efeito deve ter em conta os valores constantes da Normal
Climatológica apresentada na Quadro 3.1 assim como os valores obtidos a
69

partir da elaboração do balanço hídrico [ETp = 790 mm; Danual = 342 mm;
Sanual = 196 mm; ETp meses mais quentes = 104 mm (jun), 132 mm (jul), 127 mm
(ago)]
70
7. A partir de valores normais expostos na Quadro 3.6:
a) Elabore diagramas ombrotérmicos referentes a cada um dos
locais referidos;
b) Classifique os climas de cada um dos locais seguindo a
classificação de Köppen;
c) Especifique para cada um dos locais as formações vegetais
características assim como o tipo de utilização agrícola possível.
Quadro 3.6. Valores normais (mensais e anuais) de temperatura (T, em ºC) e de
precipitação (R, em mm) referentes a diferentes locais do globo.
Local
Lat./ Elementos
Meses do Ano
ANO
Long. Climáticos JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ
Singapura 1º18'N T(ºC) 26 27 27 27 28 27 27 27 27 27 27 27 24
(Singapura) 104ºE R (mm) 252 172 193 188 172 172 170 196 178 208 254 257 2413
Cuiaba 15ºS T(ºC) 27 27 27 27 26 24 24 26 28 28 28 27 27
(Brasil) 56ºE R (mm) 249 211 211 102 54 8 5 28 51 115 150 206 1387
Nápoles 41ºN T(ºC) 9 9 12 15 18 22 25 25 22 18 13 11 17
(Itália) 14ºE R (mm) 122 89 43 46 56 18 15 33 109 117 104 120 811
St.Cruz das Flores 39ºN T(ºC) 14 13 14 15 17 19 22 23 22 19 17 16 18
(Portugal) 31ºW R (mm) 206 150 164 108 89 68 67 78 111 145 131 162 1479
Upernivik 73ºN T(ºC) -22 -23 -21 -14 -4 2 5 5 1 -4 -10 -17 -9
(Dinamarca) 56ºW R (mm) 10 10 15 15 15 15 25 28 25 28 28 13 227
Harbin 45ºN T(ºC) -19 -15 -4 5 18 19 22 21 14 4 -6 -16 4
(China) 126ºE R (mm) 3 5 10 23 43 96 114 104 46 33 8 5 482
Montreal 45ºN T(ºC) -10 -9 -4 5 13 18 21 19 15 3 1 -7 6
(Canadá) 73ºW R (mm) 94 81 94 61 77 89 97 86 89 84 86 94 1032
Ulan Bator 48ºN T(ºC) -27 -20 -11 1 9 14 17 15 9 -1 -13 -27 -3
(Mongólia) 107ºE R (mm) 0 3 0 0 8 43 66 54 13 3 3 3 196
Jacobadad 28ºN T(ºC) 14 17 24 30 33 37 35 33 32 26 20 15 26
(Pasquistão) 68ºE R (mm) 5 8 5 5 3 8 23 23 5 3 3 5 96
Bulawayo 20ºS T(ºC) 22 20 20 19 16 13 13 16 20 23 22 21 19
(Zimbábwe) 29ºE R (mm) 142 76 60 21 4 2 1 2 4 23 104 122 561
Aparri 18ºN T(ºC) 24 24 26 28 29 29 29 29 28 27 26 24 516,7
(Filipinas) 122ºE R (mm) 152 84 61 46 124 170 216 241 287 358 325 208 2273

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73

ANEXOS
74
ANEXO 3.1. Tensão de vapor de água (saturação) em Pa (es).
T (ºC) 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9
0 610,8 615,2 619,7 624,2 628,8 633,3 637,9 642,6 647,2 651,9
1 656,6 661,4 666,1 670,9 675,8 680,7 685,6 690,5 695,5 700,4
2 705,5 710,5 715,6 720,7 725,7 731,1 736,3 741,6 746,9 752,2
3 757,5 762,9 768,3 773,8 779,3 784,8 790,4 796 801,6 807,2
4 812,9 818,7 824,5 830,3 836,1 842 847,9 853,8 859,8 865,9
5 871,9 878 884,2 890,3 896,6 902,8 909,1 913,4 921,8 928,2
6 934,6 941,1 947,7 954,2 960,8 967,5 974,2 980,9 987,7 994,5
7 1001 1008 1015 1022 1029 1036 1043 1050 1058 1065
8 1072 1079 1087 1094 1102 1109 1117 1124 1132 1140
9 1147 1155 1163 1171 1179 1187 1195 1203 1211 1219
10 1227 1235 1244 1252 1261 1269 1277 1286 1295 1303
11 1312 1321 1329 1338 1347 1356 1365 1374 1383 1393
12 1402 1411 1420 1430 1439 1449 1458 1468 1477 1487
13 1497 1507 1517 1527 1537 1547 1557 1567 1577 1588
14 1598 1608 1619 1629 1640 1650 1661 1672 1683 1693
15 1704 1715 1726 1738 1749 1760 1771 1783 1794 1806
16 1817 1829 1841 1852 1864 1876 1888 1900 1912 1924
17 1937 1949 1961 1974 1986 1999 2012 2024 2037 2050
18 2063 2076 2089 2102 2115 2129 2124 2156 2169 2183
19 2196 2210 2224 2238 2252 2266 2280 2294 2308 2323
20 2337 2352 2366 2381 2396 2411 2426 2441 2456 2471
21 2486 2501 2517 2532 2548 2563 2579 2595 2611 2627
22 2643 2659 2675 2692 2708 2725 2741 2758 2775 2792
23 2809 2826 2843 2860 2877 2895 2912 2930 2947 2965
24 2983 3001 3019 3037 3056 3074 3092 3111 3130 3148
25 3167 3186 3205 3224 3243 3263 3282 3302 3321 3341
26 3361 3381 3401 3421 3441 3462 3482 3503 3523 3544
27 3565 3586 3607 3628 3649 3671 3692 3714 3736 3758
28 3780 3802 3824 3846 3869 3891 3914 3937 3959 3982
29 4005 4029 4052 4076 4099 4123 4147 4171 4195 4219
30 4243 4267 4292 4317 4341 4366 4391 4417 4442 4467
31 4493 4518 4544 4570 4596 4622 4649 4675 4702 4728
32 4755 4782 4809 4836 4864 4891 4919 4947 4974 5003
33 5031 5059 5087 5116 5145 5174 5203 5232 5261 5290
34 5320 5350 5380 5410 5440 5470 5500 5531 5562 5593
35 5624 5655 5686 5718 5749 5781 5813 5845 5877 5910
36 5942 5975 6008 6041 6074 6107 6141 6174 6208 6242
37 6276 6311 6345 6380 6414 6449 6484 6520 6555 6591
38 6626 6662 6698 6735 6771 6808 6845 6881 6919 6956
39 6993 7031 7069 7107 7145 7183 7222 7261 7299 7339
40 7378 7417 7457 7497 7537 7577 7617 7658 7698 7739
41 7780 7821 7863 7905 7946 7988 8031 8073 8116 8159
42 8202 8245 8288 8332 8375 8419 8464 8508 8553 8597
43 8642 8687 8733 8778 8824 8870 8916 8963 9010 9056
44 9103 9151 9198 9246 9294 9342 9390 9439 9487 9536
45 9590 9630 9680 9730 9780 9830 9890 9940 9990 10040
46 10090 10140 10190 10240 10300 10350 10400 10460 10510 10560
47 10620 10670 10720 10780 10830 10890 10940 11000 11050 11110
48 11170 11220 11280 11340 11390 11450 11510 11570 11620 11680
49 11740 11800 11860 11920 11980 12040 12100 12170 12220 12280

ANEXO 3.2 Tabela Psicrométrica [Humidade relativa a 100 kPa para diferentes
valores de Tw e de (Ta -Tw)] (Ta = temperatura do ar, em ºC; Tw = temperatura do
termómetro molhado, em ºC)
T w
T a-T w
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
-10 100 62,8 38,5 17,5
-9 100 73 49,5 29 11,3
-8 100 74,5 52,2 32,8 16 1,4
-7 100 75,9 54,8 36,4 20,3 6,4
-6 100 77,2 57,2 39,6 24,3 11
-5 100 78,4 59,3 42,7 28,1 15,3 4,2
-4 100 79,5 61,4 45,5 31,5 19,3 8,6
-3 100 80,5 63,2 48 34,7 22,9 12,6 3,6
-2 100 81,4 65 50,4 37,6 26,3 16,4 7,7 0,1
-1 100 82,3 66,6 52,6 40,3 29,5 19,9 11,5 4,1
0 100 83 67,8 54,4 42,5 32 22,7 14,5 7,3 0,9
1 100 83,7 69,2 56,3 44,9 34,7 25,8 17,8 10,8 4,6
2 100 84,4 70,5 58,1 47,1 37,3 28,6 20,9 14,1 8 2,7
3 100 85,1 71,7 59,8 49,2 39,7 31,3 23,8 17,1 11,2 6 1,4
4 100 85,7 72,8 61,3 51,1 41,9 33,8 26,5 20 14,2 9,1 4,6 0,6
5 100 86,2 73,9 62,8 52,9 44 36,1 29 22,7 17 12 7,5 3,6 0,1
6 100 86,7 74,8 64,1 54,5 45,9 38,2 31,3 25,1 19,6 14,7 10,3 6,4 2,9
7 100 87,2 75,7 65,4 56,1 47,8 40,3 33,5 27,5 22,1 17,2 12,9 9 5,6 2,5
8 100 87,7 76,6 66,6 57,6 49,5 42,2 35,6 29,7 24,4 19,6 15,3 11,5 8,1 5 2,3
9 100 88,1 77,4 67,7 58,9 51 43,9 37,5 31,7 26,5 21,8 17,6 13,9 10,5 7,4 4,7
10 100 88,4 78 68,6 60 52,3 45,3 39 33,4 28,2 23,6 19,5 15,7 12,3 9,3 6,6
11 100 88,8 78,7 69,5 61,2 53,7 46,9 40,8 35,2 30,2 25,6 21,5 17,8 14,5 11,4 8,7
12 100 89,2 79,4 70,5 62,4 55 48,4 42,4 36,9 32 27,5 23,4 19,8 16,5 13,5 10,8
13 100 89,5 80 71,3 63,4 56,3 49 43,9 38,5 33,7 29,3 25,3 21,6 18,3 15,4 12,7
14 100 89,8 80,6 72,1 64,4 57,5 51,1 45,3 40,1 35,3 30,9 27 23,4 20,1 17,1 14,5
15 100 90,1 81,1 72,9 65,4 58,6 52,3 46,7 41,5 36,8 32,5 28,6 25 21,8 18,8 16,2
16 100 90,4 81,6 73,6 66,3 59,6 53,5 47,9 42,9 38,2 34 30,1 26,6 23,4 20,5 17,8
17 100 90,6 82,1 74,3 67,1 60,6 54,6 49,1 44,1 39,6 35,4 31,6 28,1 24,9 22 19,3
18 100 90,9 82,5 74,9 67,9 61,5 55,6 50,3 45,3 40,8 36,7 32,9 29,5 26,3 23,4 20,8
19 100 91,1 83 75,5 68,7 62,4 56,6 51,3 46,5 42,1 38 34,2 30,8 27,7 24,8 22,1
20 100 91,3 83,3 76 69,3 63,1 57,4 52,2 47,4 43 39 35,3 31,9 28,8 25,9 23,2
21 100 91,5 83,7 76,5 69,9 63,9 58,3 53,2 48,5 44,1 40,1 36,5 33,1 30 27,1 24,5
22 100 91,7 84,1 77 70,6 64,6 59,1 54,1 49,4 45,2 41,2 37,6 34,2 31,2 28,3 25,7
23 100 91,9 84,4 77,5 71,1 65,3 59,9 55 50,4 46,2 42,3 38,7 35,3 32,3 29,5 26,8
24 100 92,1 84,7 78 71,7 66 60,7 55,8 51,3 47,1 43,2 39,7 36,4 33,3 30,5 27,9
25 100 92,2 85 78,4 72,3 66,6 61,4 56,6 52,1 48 44,2 40,6 37,4 34,4 31,6 29
26 100 92,4 85,3 78,8 72,7 67,2 62,1 57,3 52,9 48,8 45,1 41,6 38,3 35,3 32,5 30
27 100 92,5 85,6 79,2 73,3 67,8 62,8 58,1 53,7 49,7 45,9 42,5 39,2 36,2 33,5 30,9
28 100 92,7 85,9 79,6 73,8 68,4 63,4 58,7 54,4 50,4 46,7 43,3 40,1 37,1 34,4 31,8
29 100 92,8 86,1 80 74,2 68,9 64 59,4 55,1 51,2 47,5 44,1 40,9 38 35,2 32,7
30 100 92,9 86,4 80,3 74,6 69,3 64,5 59,9 55,7 51,8 48,2 44,8 41,6 38,7 35,9 33,4
31 100 93 86,6 80,6 75 69,8 65 60,5 56,4 52,5 48,9 45,5 42,4 39,5 36,7 34,2
32 100 93,2 86,8 80,9 75,4 70,3 65,5 61,1 57 53,1 49,6 46,2 43,1 40,2 37,5 35
33 100 93,3 87 81,2 75,8 70,7 66 61,7 57,6 53,8 50,2 46,9 43,8 40,9 38,2 35,7
34 100 93,4 87,2 81,5 76,1 71,2 66,5 62,2 58,1 54,4 50,9 47,6 44,5 41,6 39 36,4
35 100 93,5 87,4 81,8 76,5 71,6 67 62,7 58,7 55 51,5 48,2 45,2 42,3 39,6 37,1
36 100 93,6 87,6 82 76,8 72 67,4 63,2 59,2 55,5 52,1 48,8 45,8 42,9 40,3 37,8
37 100 93,7 87,8 82,3 77,1 72,3 67,9 63,7 59,7 56,1 52,6 49,4 46,4 43,6 40,9 38,4
38 100 93,8 88 82,5 77,5 72,7 68,3 64,1 60,2 56,6 53,2 50 47 44,2 41,5 39,1
39 100 93,9 88,1 82,8 77,7 73,1 68,7 64,5 60,7 57,1 53,7 50,5 47,5 44,7 42,1 39,7
75

ANEXO 3.3 Tabela Psicrométrica [Tensão de vapor, em Pa, à pressão atm. de 100
kPa, para diferentes valores de Tw e de Ta -Tw)]. (Ta = temperatura do ar, em ºC; Tw
= temperatura do termómetro molhado, em ºC)
76
T w
T a -T w
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
-10 260 190 130 60
-9 284 240 180 110 50
-8 310 270 200 140 70 10
-7 338 300 230 170 100 30
-6 368 330 260 190 130 60
-5 402 360 290 230 160 90 30
-4 437 390 320 260 190 130 60
-3 476 420 360 290 230 160 100 30
-2 517 460 400 330 270 200 130 70
-1 562 500 440 370 310 240 170 110 40
0 611 545 478 412 346 279 212 145 78 11
1 657 591 524 458 391 325 258 191 124 56
2 705 639 573 507 440 374 307 240 173 105 38
3 758 691 625 559 492 426 359 292 225 157 90 22
4 813 747 681 614 548 481 414 347 280 213 145 78 10
5 872 806 740 673 607 540 473 406 339 272 204 137 69 1
6 935 869 802 736 669 603 536 469 402 334 267 199 132 64
7 1001 935 869 803 736 669 603 536 468 401 334 266 198 130 62
8 1072 1006 940 873 807 740 673 606 539 472 405 337 269 201 133 65
9 1147 1081 1015 949 882 815 749 682 615 547 480 412 344 277 209 140
10 1227 1160 1093 1026 959 892 824 756 688 620 552 484 415 347 278 209
11 1312 1245 1178 1111 1044 976 909 841 773 705 637 568 500 431 362 293
12 1402 1335 1268 1201 1133 1066 998 931 863 795 727 658 590 521 452 383
13 1497 1430 1363 1296 1229 1161 1094 1026 958 890 822 753 685 616 547 478
14 1598 1531 1464 1397 1329 1262 1194 1127 1059 991 922 854 786 717 648 579
15 1704 1638 1571 1503 1436 1369 1301 1233 1165 1097 1029 9561 892 824 755 686
16 1817 1750 1683 1616 1549 1482 1414 1346 1278 1210 1142 1074 1005 937 868 799
17 1937 1870 1803 1736 1668 1601 1533 1466 1398 1330 1262 1193 1125 1056 987 918
18 2063 1996 1929 1862 1795 1727 1660 1592 1524 1456 1388 1319 1251 1182 1113 1045
19 2196 2130 2063 1995 1928 1861 1793 1725 1657 1589 1521 1453 1384 1316 1247 1178
20 2337 2270 2220 2134 2066 1998 1929 1861 1792 1723 1655 1585 1516 1447 1377 1307
21 2486 2418 2351 2283 2215 2147 2978 2010 1941 1872 1803 1734 1665 1595 1526 1456
22 2643 2575 2508 2440 2372 2304 2235 2167 2098 2029 1960 1891 1822 1752 1683 1613
23 2809 2741 2673 2605 2537 2469 2401 2332 2264 2195 2126 2057 1987 1918 1848 1770
24 2983 2916 2848 2780 2712 2644 2575 2507 2438 2369 2300 2231 2162 2093 2023 1953
25 3167 3099 3032 2964 2896 2828 2759 2691 2622 2553 2484 2415 2346 2277 2207 2137
26 3361 3293 3226 3158 3090 3021 2953 2885 2816 2747 2678 2609 2540 2470 2401 2331
27 3565 3497 3430 3362 3294 3225 3157 3089 3020 2951 2882 2813 2744 2674 2605 2535
28 3780 3712 3644 3576 3508 3440 3372 3303 3235 3166 3097 3028 2958 2889 2819 2750
29 4005 3938 3870 3802 3734 3666 3598 3529 3460 3392 3323 3254 3184 3115 3045 2976
30 4243 4175 4106 4038 3669 3900 3831 3761 3692 3622 3553 3483 3413 3343 3272 3202
31 4493 4424 4356 4287 4218 4149 4080 4011 3942 3872 3802 3733 3662 3592 3522 3452
32 4755 4687 4618 4550 4481 4412 4343 4273 4204 4134 4065 3995 3925 3855 3784 3714
33 5031 4962 4894 4825 4756 4687 4618 4549 4480 4410 4340 4270 4200 4130 4060 3989
34 5320 5252 5183 5114 5046 4977 4908 4838 4769 4699 4630 4560 4490 4420 4349 4279
35 5624 5555 5487 5418 5349 5280 5211 5142 5073 5003 4933 5863 4793 4723 4653 4582
36 5942 5874 5805 5737 5668 5599 5530 5461 5391 5322 5252 5182 5112 5042 4971 4901
37 6276 6208 6139 6071 6002 5933 5864 5795 5725 5656 5586 5516 5446 5376 5305 5235
38 6626 6558 6490 6421 6352 6283 6214 6145 6075 6006 5936 5866 5796 5726 5656 5585
39 6993 6925 6857 6788 6719 6650 6581 6512 6442 6373 6303 6233 6163 6093 6023 5952

ANEXO 3.4. Guião para a classificação rápida dos tipos e subtipos climáticos
segundo Köppen [Tann = Temperatura média anual (°C); Tmin = Temperatura
média mensal do mês mais frio (°C); Tmax = Temperatura média do mês quente
(°C); Tann = Temperatura média anual (°C); Rann = Precipitação total anual (mm);
Rmin – Precipitação do mês mais seco (mm); Rmáx – Precipitação do mês mais
húmido (mm)]
77

LISTA DE SÍMBOLOS
78
A área (m 2 )
CEET concentração Estival da Eficiência Térmica (Classif.
Racional dos Climas de Thornthwaite) (%)
cp
calor específico a pressão constante (J kg -1 ºC -1 ),
D défice anual (Classif. Racional dos Climas de
Thornthwaite) (mm)
DS défice de saturação (Pa, g m -3 ou %)
E (1) poder emissivo ou energia emitida por um corpo
negro (W m -2 )
(2) evaporação de água (g m 2 s -1 , mm)
E tensão de vapor (kPa)
ET eficiência térmica (Classif. Racional dos Climas de
Thornthwaite) (mm)
ea
es
tensão (ou pressão) de vapor atual (kPa)
tensão (ou pressão) máxima de vapor de água (kPa)
ET evapotranspiração (mm)
ETp evapotranspiração potencial (mm)
ETr evapotranspiração real (mm)
g aceleração da gravidade (9,8 m s -2 )
G fluxo de energia trocado entre uma superfície e o meio
subjacente (solo por ex.) (W m -2 )
H fluxo de energia entre a superfície e o ar (W m -2 )
HR humidade relativa (%)
Ihu índice de humidade (Classif. Racional dos Climas de
Thornthwaite) (%)
Ia índice de aridez (Classif. Racional dos Climas de
Thornthwaite) (%)
Ihi índice hídrico (Classif. Racional dos Climas de
Thornthwaite) (%)

L radiação atmosférica (W m -2 )
L radiação terrestre (W m -2 )
LE calor latente (W m -2 )
m massa de volume de ar (kg)
md
mw
massa de ar seco (= 28,966 g) (kg)
massa de vapor de água (=18g) (kg)
p pressão atmosférica atual (Pa, mb, mmHg)
P pressão atmosférica normal ( = 101,3 kPa = 1013,25 mb =
760 mm Hg).
q humidade específica (kg kg -1 )
R (1) constante universal dos gases (= 287,05 J kg -1 K -1 )
(2) precipitação (mm)
Rn balanço de radiação ou a radiação líquida (W m -2 )
Rnl
Rns
radiação de grande comprimento de onda (W m -2 )
radiação de curto comprimento de onda (W m -2 )
S superavit anual (Classif. Racional dos Climas de
Thornthwaite) (mm)
S radiação solar global (W m -2 )
S radiação solar refletida (W m -2 )
Sdir
radiação solar direta (W m -2 )
Sdif radiação solar difusa (W m -2 )
t tempo (s, horas)
T temperatura absoluta do corpo (K)
Ta
Ti
To
Tv
Tw
temperatura do fluido (ar) (ºC)
temperatura irradiativa (ºC ou K)
temperatura do ponto de orvalho (ºC)
temperatura virtual (ºC)
temperatura do termómetro molhado(ºC)
v volume (m 3 )
w razão de mistura (Kg Kg -1 )
79

80
p diferença de pressão (Pa)
R variação da quantidade da precipitação (mm)
t intervalo de tempo (s)
z espessura de uma camada da atmosfera (m, Km)
emissividade de um corpo
constante de Poisson para o ar seco R/cp)
calor latente de vaporização (MJ Kg -1 )
(1) densidade do ar (1,2250 Kg m -3 , ao nível do mar)
(2) albedo (%)
temperatura potencial (K)
constante de Stefan-Boltzman ( = 5,67 x 10 -8 W m -2 K -4 ).
humidade absoluta (g m -3 )
a
s
humidade absoluta atual (g m -3 )
humidade absoluta máxima (g m -3 )